Ters gaz kromatografisi ile biyopolimerlerin termodinamik karakterizasyonu
Thermodynamic characterization of biopolymers by inverse gas chromatography
Yazar: ŞADAN YURTCU ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM YAZICI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, agar ve hyaluronik asit biyopolimerlerinin termodinamik özellikleri ters gaz kromatografisi yöntemi ile incelendi. n-butil asetat, izobutil asetat, ter-butil asetat, n-butil alkol, izobutil alkol, ter-butil alkolün agar ve hyaluronik asit biyopolimerleri üzerindeki alıkonma davranışları 30-120 oC arasında incelendi. Bunun için alıkonma verilerinden yola çıkılarak çizilen alıkonma diyagramlarından yararlanıldı. Sonuçlar Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ile karşılaştırıldı. 30-55oC sıcaklık aralığında diklorometan, kloroform, tetrahydrofuran ve aseton polar çözücüleri ve hekzan, heptan, oktan, nonan ve dekan apolar çözücüleri ile adsorpsiyon termodinamik parametreleri, (serbest enerji 〖∆G〗_A^S, entalpi, 〖∆H〗_A^S ve entropi, 〖∆S〗_A^S), düşük sıcaklık bölgesinde Dorris-Gray Metodu ve Schultz Metodu ile yüzey serbest enerjisinin dağtıcı bileşeni, polimerin dağıtıcı yüzey enerjileri, γ_S^D, asit, K_Ave baz sabitleri, K_D, agar ve hyaluronik asit için hesaplandı. Ayrıca 30-60 oC sıcaklık aralığında agar ve hyaluronik asit biyopolimerlerinin izomerleri ayırma gücü, α_A bütil asetat ve bütil alkol izomer serileri ile incelendi. Alıkonma diyagramları ve seçicilik katsayılarının çalışılan sıcaklık aralığında izomerleri ayırma gücü değerlendirildi. 
Polimer- çözücü etkileşim parametrelerini belirlemek amacıyla 100°C -125°C sıcaklık aralığında çeşitli apolar ve polar çözücüler kullanılarak, çözücülerin spesifik alıkonma hacmi, V_g^0 değerleri belirlendi. Ardından, Flory-Huggins teorisi polimer-çözücü etkileşim parametreleri χ_12^∞, hal denklemi teorisi polimer-çözücü etkileşim parametreleri  χ_12^*, etkin değişim enerji parametreleri X_eff, değerleri hesaplandı.

Abstract:
In this thesis, the thermodynamic properties of agar and hyaluronic acid biopolymers were investigated using the inverse gas chromatography method. The retention behaviors of n-butyl acetate, isobutyl acetate, tert-butyl acetate, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, and tert-butyl alcohol on agar and hyaluronic acid biopolymers were examined in the temperature range of 30-120°C. Retention diagrams derived from retention data were utilized for this purpose. The results were compared with Differential Scanning Calorimetry (DSC). In the temperature range of 30-55°C, adsorption thermodynamic parameters (free energy 〖∆G〗_A^S, enthalpy 〖∆H〗_A^S, and entropy 〖∆S〗_A^S) with polar solvents such as dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, and acetone, and non-polar solvents such as hexane, heptane, octane, nonane, and decane were calculated. In the low-temperature region, the dispersive component of the surface free energy and the polymer's dispersive surface energies γ_S^D  for agar and hyaluronic acid were determined using the Dorris-Gray Method and the Schultz Method. Additionally, acid, K_A, and base constants, K_D, for agar and hyaluronic acid were calculated. Moreover, the separation efficiency of isomers by agar and hyaluronic acid biopolymers was investigated in the temperature range of 30-60°C with butyl acetate and butyl alcohol isomer series. The retention diagrams and selectivity coefficients were evaluated to assess the separation efficiency of isomers over the studied temperature range.
To determine polymer-solvent interaction parameters, the specific retention volume V_g^0  values of various polar and non-polar solvents were measured in the temperature range of 100-125°C. Subsequently, the Flory-Huggins theory was used to calculate the polymer-solvent interaction parameters χ_12^∞, and the equation of state theory was applied to compute the polymer-solvent interaction parameters χ_12^*, and effective exchange energy parameters X_eff.