Termoplastik nişasta sentezi ve film oluşturma özelliklerinin araştırılması
The synthesis of thermoplastic starch and investigation of their film forming properties
Yazar: KOUROUSH SALİMİ
Danışman: PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın temel amacı termoplastik nişasta (TN) ve farklı uygulamalar için TN filmler üretmektir. Karboksi metillenmiş nişastalar farklı miktarda (0.25-1.0M) kloroasetik asit kullanılarak şu koşullarda sentezlenmiştir: 58oC, 150 dak, 1000 rpm. Bu modifiye nişastalar - ?TNler? - FTIR, 13C-NMR, DSC-TGA-DTG, XRD ve SEM ile ayrıntılı olarak karakterize edilmiş, Farklı derecelerde TN modifikasyonlarının başarıyla yapıldığı gösterilmiştir. İkinci adımda bu modifiye TN'ler döküm tekniği ile bir plastikleştirici (ağırlıkça) %30 oranına kadar) kullanılarak 130 mikron kalınlığında filmlere dönüştürülmüştür. Bir universal test cihazı kullanılıp elde edilen çekme gerilimi-uzama verilerinden (koşullar: numune eni 15 mm, çene mesafesi 50 mm, test hızı 500 mm/dak) bu filmlerin mekanik özellikleri belirlenmiştir. Düşük miktarlarda kloroasetik asit kullanıldığı durumlarda sağlam ve elastik filmler elde edilmiştir, buna karşın yüksek derişimlerde filmler kırılgan ve düşük elastiklerde olmuştur. Bir oksijen geçirgen ölçer kullanılarak filmlerin oksijen geçirgenliği bulunmuştur (20-16 cm'lik film örnekleri hazırlanmıştır). Yüksek miktarlarda kloroasetik asit kullanılarak hazırlanan filmlerin oksijen geçirgenliği daha düşüktür (3,2 (cc/m2.gün)). Filmlerin kompost edilebilirliği kesikli kompostlama sisteminde şu koşullarda yapılan deneylerle bulunmuştur: 14 günde, sıcaklık 58oC ve oksijen akışı 0,4L/dk . Biyobozunma hızı kullanılan kloroasetik asit miktarının (filmdeki COOH içeriğinin) artmasıyla azalmıştır.

Abstract:
The main aim of this study is to synthesis of thermoplastic strach (TS) and produce TS films for different applications. Carboxy methylated starches were synthesized by using different amounts (0.25-1.0M) of chloroasetic acid which was achieved at 58OC and stirred (1000 rpm) at that this temperature for about 150 min. Those modified starches -?TSs?- were characterized in detail by FTIR, 13C-NMR, DSC-TGA-DTG, XRD and SEM which demonstrated that TS modifications with different extents have been done successfully. In the second step films were casted from those modified TSs with a thickness of 130 mic using a plasticizer, namely glycerol upto 30% by weight A Universal test machine was used to obtain mechanical properties of the films using the tensile stress-strain data which was performed at sample width of 15 mm, jaw width 50 mm and the test speed of 500 mm/min. The films obtained with lower amounts of chloroacetic acid were stronger and more elastic, and they became quite fragile and much less elastic when the initial concentration reached to 1M. The oxygen permeabilities of the films were measured in an oxygen permeability device that film samples were prepared which cutted at 16-20 cm. The films produced by using more chloroacetic acid were less oxygen permeable. Compostabilities of the films were investiagated in a batch type composting device which was performed at 58OC under oxygen flow rate (0.4 L/min) for 14 days. Biodegradation rate decreased with the extend of choloacetic acid modification (with higher amount of COOH contents).