Katı-katı faz değişimi yoluyla ısıl enerji depolayabilen poliester esaslı koruyucu gıda ambalaj malzemelerinin hazırlanması
Preparation of polyester based and protective food packaging materials with thermal energy storage property through solid-solid phase changes
Yazar: TUĞBA GÜNGÖR ERTUĞRAL
Danışman: PROF. DR. CEMİL ALKAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında katı-katı faz değişimi yoluyla ısıl enerji depolayabilen poliester esaslı koruyucu gıda ambalaj malzemelerinin hazırlanması amaçlanmıştır. Katı-katı faz değişim malzemesi (KKFDM) olarak poli(etilen glikol) (PEG) farklı molekül ağılıklarında (Ma: 400, 1500, 2000, 4000, 6000, 10000) alınarak; tereftalik asit (TFA), maleik anhidrit (MA), tereftaloil klorür (TFC) monomerleri ile poliesterleştirilmiştir. İlk aşamada TFA monomeri PEG ile fisher esterleşme yoluyla kopolimerleştirilerek poli(polietilen glikol ftalat) (PPEGT) poliesterleri sentezlenmiştir. İkinci aşamada MA monomeri PEG ile kopolimerleştirilerek bir seri poli(polietilen glikol anhidrit) (PPEGA) poliesteri üretilmiştir. Üçüncü aşamada etilen glikol (EG) monomeri ve TFA monomeri kopolimerleştirilmiş ve asit uç gruplu poli(etilen tereftalat) (PET) poliesteri sentezlenmiştir. Dördüncü aşamada ise PET/PEG blok kopolimerleri oluşturulmuştur. Son olarak EG ve TFC monomerleri, PEG ile kopolimerleştirilerek TFC/EG/PEG çok bloklu poliesterleri üretilmiştir. 
Poliester polimerlerinin yapısal karakterizasyon, sıcaklık ve entalpi değerleri fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi ve diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) metodu ile belirlenmiştir. Çok bloklu poliesterlerin kristal yapıları polarize optik mikroskop (POM) ile karakterize edilmiş, yüzey özellikleri temas açısı testi ile belirlenmiştir.
Sonuç olarak, bir seri TFC/EG/PEG poliesterinin kararlılıkları farklı sıvı gıda maddeleri içerisinde 5 °C'de 12 hafta süreyle test edilerek belirlenmiştir. Madde miktarındaki kayıpların istatistiği 'Tekrarlı Ölçümler Varyans Analizi' ile verilmiştir. Sentezlenen poliester esaslı ambalaj malzemelerinin enerji depolama kapasiteleri 72-183 J/g değerinde ölçülmüştür. Farklı gıda maddeleriyle yapılan çok bloklu poliester gıda kararlılık testleri, uygulanabilirliği ispatlamıştır.

Abstract:
The aim of this study is to prepare polyester based protective food packaging materials with thermal energy storage property through solid-solid phase change. Polyesterification were done by combining poly(ethylene glycol) (PEG) at different moleculer weights (Mw: 400, 1500, 2000, 4000, 6000,10000) which is solid-solid phase changes material (SSPCM) with terephthalic acid (TPA) maleic anhydride (MA) and terephthaloyl chloride (TPC). Firstly, TPA was copolymerized with PEG by fischer esterification to get a series of poly(polyethylene glycol phthalate) (PPEGT). Secondly, MA was copolymerized with PEG to produce a series of poly(polyethylen glycol anhydride) (PPEGA). Thirdly, TPA and EG were copolymerized to get poly(ethylene terephthalate) (PET) having acid end groups. At fourth stage, PET-PEG block copolymers were produced. In addition, TFC/EG/PEG polyester polymers were produced by esterification of PEG with EG and TFC monomers.
The structural characterisation, temperature and related enthalpy values of polyester polymers were characterized by using fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and differential scanning calorimetry (DSC) methods respectively. Crystal structures of multiblock polyesters were characterized with polarized optical microscopy (POM) and surface properties of them were determined with the contact angle test.
Finally, TFC/EG/PEG copolymers were tested in different liquid food stuffs at 5 °C for 12 weeks to determinate food stability. The amount of losses in SSPCM were analysed by repeated measures ANOVA statistical test. Energy storage capacity of the polyester polymers were calculated between 72-183 J/g and multiblok polyesters stability test results with different food stuffs proven applicability.