Anorganik nanopartiküller içeren ultraviyole koruyucu sert kaplamalar
UV proof hard coatings containing inorganic nanoparticles
Yazar: AHMET GENÇER
Danışman: PROF. DR. ERTUĞRUL ARPAÇ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Yeryüzüne ulaşan güneş ışığındaki UV ışınları canlılar ve organik bileşikler üzerinde zararlara neden olmaktadır. UV ışınlarının enerjisi birçok organik bileşiğin yapısını bozmak için yeterlidir. Organik bileşiklerin karışımları olan yiyecek ve içecekler de UV ışığından kolayca etkilenmektedir. Bunların besin değerlerini uzun süre korumak için UV ışığını geçirmeyen ambalajlarda saklanması gerekmektedir. Bu amaçla Tetra pak ambalajlar ve alüminyum kutular kullanılmaktadır. Tetra pak ambalajlar UV koruması sağlamasına rağmen bileşiminde kullanılan plastik filmdeki katkı maddelerinin insan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri vardır. Alüminyum kutular içine koyulan yiyecek ve içeceğin zamanla kontaminasyonuna neden olmakta ve tadını değiştirebilmektedir. Kolayca korozyona uğradıklarından bu kutuların kullanım alanları sınırlıdır. Ambalaj malzemesi olarak kullanılan camda bu tür problemlerle karşılaşılmaz.
Cam ambalaj sağlıklı olmasına rağmen UV ışını geçirgendir. Bu durum içinde saklanan yiyecek ve içeceklerin kullanım ömürlerinin kısalmasına yol açtığı için cam ambalajların kullanım alanını sınırlamaktadır. Bu çalışmada sol-jel yöntemiyle cam ambalajların ışık geçirgenliği yüksek, UV koruyucu bir katman ile kaplanması hedeflenmiştir. Kaplama çözeltileri foksiyonel grup içeren silanlar ve UV soğuran TiO2, ZnO ve CeO2 gibi anorganik pigmentlerden üretilecektir. Işık geçirgenliğin yüksek olması için nano boyutta pigmentler sentezlenip silan çözeltilerinde homojen dispersiye edilecektir. Hazırlanan kaplama çözeltilerinin cam ambalaj yüzeyine püskürtülmesi ve sertleştirilmesiyle UV koruyucu kaplamalı cam ambalaj ürünleri elde edilecektir.

Abstract:
The UV part of the sunlight that reaches earth surface causes damage on living organisms and organic molecules. The energy of the UV radiation is enough to break chemical bonds in organic molecules.  Food and beverage which are compositions of different compounds are easily affected by UV radiation. In order to maintain their freshness, food and beverage must be stored in a proper container to protect them from the sunlight. For this purpose, Tetra pak packaging or aluminum cans are used. Although Tetra pak packaging provides UV protection, the additives such as plasticizers and Bisphenol A used in the manufacture of the plastic film of the inner surface of the packaging system are being suspected of having a negative impact on human health. The taste and quality of food and beverage placed in aluminum cans may change with time because of the contamination caused by the packaging material. The fact that aluminum corrodes easily limits its utilization as packaging material in many areas, as well. There are no such problems with glass as packaging material. 
The glass is transparent to UV radiation although it is a healthy for packaging purposes.  Its high transparency to UV radiation, which shortens the shelf life of food and beverage products, limits its utilization as packaging material. In this proposal, a transparent coating by sol-gel method will be applied on glass container to make UV proof. The coating solutions will be prepared from silane carrying functional groups and UV absorbing inorganic pigments such as TiO2, ZnO ve CeO2. In order to maintain high transparency of the coating to visible light, first the nanoparticles of TiO2, ZnO ve CeO2 will synthesized and then their surface will be modified to get homogeneous dispersions of nanoparticles in silane solutions. The UV proof coating will be produced by spraying the obtained coating solutions onto the surface of glass containers and curing it on the production line.