Grafen oksit ve gümüş nano parçacık içeren dotp katkılı pva kompozitlerinin sentezi, karakterizasyonu ve çok yanıtlı eniyilemesi
Synthesis, characterization and multi-response optimization of dotp dopped pva composites containing graphene oxide and silver nano particle
Yazar: ÖZGE BİLDİ CERAN
Danışman: PROF. DR. OSMAN NURİ ŞARA ; DOÇ. DR. BARIŞ ŞİMŞEK
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol ; TOPSIS = TOPSIS ; Taguchi yöntemi = Taguchi method ; Çok yanıtlı problemler = Multi-response problems ; Ürün tasarımı = Product design

Özet:
PET'in kimyasal geri dönüşümü ile elde edilen ve monomerik bir bileşik olan dioktil tereftalat, ortoftalat içermeyen ve kanserojen olmayan özelliklerinden dolayı dioktil ftalat, diizoktil ftalat, diisononil ftalat ve diizodesil ftalat gibi geleneksel ftalat plastikleştiricilere önemli bir alternatif olması sebebiyle büyük ilgi çekmektedir. Bu çalışma, grafen oksit ve gümüş nano parçacıklar ile modifiye edilmiş dioktil tereftalat katkılı polivinil alkol kompozitlerinin üretimine, karakterizasyonuna ve aynı zamanda mekanik, hidrofilik ve termal özellikler gibi film özelliklerinin kalite kriterlerine göre optimizasyonuna odaklanmıştır. Sentezlenen kompozit filmlerin ürün özellikleri TOPSIS tabanlı Taguchi yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Dioktil tereftalat, polivinil alkol matrisine yüksek elastisite modülü ile hidrofilik ve termal kararlılık gibi dikkate değer özellikler kazandırmıştır. Optimum dioktil tereftalat ile birleştirilmiş polivinil alkol filmlerin, referans polivinil alkol filmden yaklaşık 2 kat daha düşük temas açısına ve yaklaşık 13 kat daha yüksek elastisite modülüne sahip olduğu görülmüştür. Dioktil tereftalat kullanımının polivinil alkol kompozit filmi (DP5) için sertlikte, elastisite modülünde ve temas açısında aynı anda iyileşme sağladığı belirlenmiştir. Aynı zamanda dioktil tereftalat ilavesiyle düşük ağırlık kayıplarıyla kompozit filmler sentezlenmiştir. Böylece dioktil tereftalatın, toksik ftalat plastikleştiriciler yerine tercih edilmesiyle lifler, tek kullanımlık yatak bezi veya endüstriyel temizleme bezi, hidrofilik membranlar, koruyucu ambalaj malzemeleri, yüksek maliyetli beton lif katkıları ve 3D baskılama teknolojisi gibi sektörlerde uygulanma amacıyla daha dayanıklı ve hidrofilik kompozit filmler üretmek için yeni bir alan önerisi sunulmuştur. Bu sayede PET'in katı atık bertarafı için de gelecek vaat eden bir yöntem ortaya konmuştur.

Abstract:
Dioctyl terephthalate, a monomeric compound obtained by chemical recycling of PET, is of great interest as it is a significant alternative to conventional phthalate plasticizers such as dioctyl phthalate, diisooctyl phthalate, diisononyl phthalate and diisodecyl phthalate due to its non-carcinogenic and non-orthophthalate properties. This study focused on the production and characterization of dioctyl terephthalate doped polyvinyl alcohol composites modified with graphene oxide and silver nanoparticles, as well as the optimization of film properties according to quality criteria such as mechanical, hydrophilic and thermal properties. The product properties of synthesized composite films were determined using TOPSIS based Taguchi method. Dioctyl terephthalate has given the polyvinyl alcohol matrix remarkable properties such as high modulus of elasticity, hydrophilic and thermal stability. It was observed that polyvinyl alcohol films blended with optimum dioctyl terephthalate had approximately 2 times lower contact angle and approximately 13 times higher modulus of elasticity than reference polyvinyl alcohol film. The use of dioctyl terephthalate has been shown to simultaneously improve the hardness, elasticity modulus and contact angle for the polyvinyl alcohol composite film (DP9). At the same time, composite films with low weight losses were synthesized by adding dioctyl terephthalate. Thus, dioctyl terephthalate is preferred over toxic phthalate plasticizers, and a new field proposal has been presented to produce more durable and hydrophilic composite films for application in sectors such as fibers, disposable underpad or industrial swap, hydrophilic membranes, protective packaging materials, high-cost concrete fiber additives and 3D printing technology. In this way, a promising method has been presented for solid waste disposal of PET.