Polietilen tereftalat (PET)'in biyolojik bozunabilen ara ürünlerle modifikasyonu
Modification of poly(ethylene terephthalate) (PET) with biodegradable intermediates
Yazar: IŞIL ACAR
Danışman: PROF. DR. SAADET PAPUCCUOĞLU ; DOÇ. DR. AHMET KAŞGÖZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyolojik bozunma = Biological decay ; Laktik asit = Lactic acid ; Modifikasyon = Modification ; Polietilen tereftalat = Polyethylene terephthalate

Özet:
ÖZET POLİETİLEN TEREFTALAT (PET)'İN BİYOLOJİK BOZUNABİLEN ARA ÜRÜNLERLE MODİFİKASYONU PET'in biyolojik bozımabilir kopolimerlerinin hazırlanması amacıyla, PET ve PET' in depolimerizasyon ürünü olan bis(2-hidroksietil)tereftalat (BHET), biyolojik bozunabilirlik özelliğine sahip polimer oluşturabilen laktik asit (LA), L-laktid (LLA), DL-laktid (DLLA) ve laktik asidin polimeri olan poli(laktik asit) (PLA) ile çeşitli katalizörler varlığında reaksiyona tabi tutulmuştur. PET ile yapılan modifikasyon reaksiyonları, çözücülü (o-nitrofenol) ortamda ve dibütil kalay oksit (DBKO) katalizörlüğünde, ağırlıkça farklı oranlarda PET ve PLA kullanılarak, 140 ve 170°C'lerde ve 8, 16 ve 24 saatlik periyotlarda gerçekleştirilmiştir. BHET ile yapılan reaksiyonlar ise, çözücüsüz ortamda ve çinko asetat (ZnAc) katalizörlüğünde, ağırlıkça farklı oranlarda BHET ve LA/PLA/LLA/DLLA kullanılarak, 225°C ve 20 mmHg'da, %-8 saatlik periyotlarda gerçekleştirilmiştir. Elde edilen modifiye ürünler, DSC ve FİİR analizi ile incelenmiş ayrıca bu ürünlerin biyolojik bozunabilirliklerini incelemek amacıyla, biyolojik aktivite ve hidrolitik bozunma testleri gerçekleştirilmiştir. Bu testler sonunda elde edilen ürünlerin % ağırlık kayıpları hesaplanmış ve ürün yüzeyleri optik mikroskop ve SEM ile incelenmiştir. Gerçekleştirilen reaksiyonlar sonunda elde edilen ürünlerin, kristallerime özelliğine ve genel olarak 230-255°C arasında erime sıcaklığına sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca, modifikasyon amacı ile kullanılan maddelerin, türüne ve miktarına bağlı olarak, ana PET zinciri içerisine monomerik veya polimerik üniteler şeklinde girdiği belirlenmiştir. Gerçekleştirilen reaksiyonlarda hidrolitik olarak bozunabilen ürünler elde edilmiş olup, PLA kullanımının, bozunabilir ürün eldesi için daha uygun olduğu belirlenmiştir. Kullanılan başlangıç maddelerine ve reaksiyon şartlarına bağlı olarak, ürünlerde, pH:7.2'de hidrolitik bozunma sonucu oluşan ağırlık kayıplarının, 4. hafta sonu itibarı ile %0.7-49 arasında değiştiği, biyolojik bozunabilirlik testleri sonucunda da, elde edilen ürünlerin 1 haftalık süre sonunda %0.2-17 arasında ağırlık kaybına uğradıkları belirlenmiştir. xm

Abstract:
SUMMARY MODIFICATION OF POLYETHYLENE TEREPHTHALATE) (PET) WITH BIODEGRADABLE INTERMEDIATES For the preparation of biodegradable copolymers of PET, PET and bis(2-hydroxyethyl terephthalate) (BHET) which is the depolimerization product of PET, were reacted with biodegradable polymers producing compounds such as lactic acid (LA), L-lactide (LLA), DL-lactide (DLLA) and poly(lactic acid) (PLA) in the presence of various catalyst. In case of the modification reactions were carried out with PET, different weight ratio of PET and PLA were used in the o-nitrophenol as solvent at 140 and 170°C for 8, 16 and 24 hour periods in the presence of dibutyltin oxide as catalyst. In the reactions were carried out with BHET, it was used different weight ratio of BHET and LA/PLA/LLA/DLLA were used without solvent, at 225°C and 20 mmHg for the %-8 hour periods in the presence of zinc acetate as catalyst. Obtained modified products were investigated by using DSC and FTIR analysis. In order to investigate the biodegradability of these products, biological activation and hydrolytic degradability tests were carried out and then by weighting obtained products and their weight loss % were calculated. Surface of these products were investigated by using optic microscope and SEM. Products obtained from above mentioned reactions are crystallizable and they have melting point at the range of 230-255°C. It was determined that modification materials were presented in the PET backbone as monomelic or polymeric units depending on types and amounts of modification materials. Hydrolytic degradable products were obtained from modification reactions and PLA was found to be the most suitable materials in order to obtain biodegradable polymers. Depending on raw materials and reaction conditions, weight loss due to hydrolytic degradation at pH: 7.2 was found to be 0.7-49 % after four-week period. Biodegradability tests showed that 0.2-17 % weight loss were found after one-week period. XTV