Deri sanayi budama atıklarından kolajen hidrolizat/kitosan/polivinil alkol esaslı biyokompozit filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of collagen hydrolyzate/chitosan/polyvinyl alcohol based biocomposite films from leather i̇ndustry trimming wastes
Yazar: ECE EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. AHMET ASLAN ; PROF. DR. BUĞRA OCAK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Deri Mühendisliği = Leather Engineering

Özet:
Biyolojik olarak parçalanabilen polimerler, ekolojik sürdürülebilirlik için plastik atıkların azaltılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır ancak doğal polimerlerden hazırlanan sentetik polimerler yerine biyolojik olarak parçalanabilen filmlerin, zayıf su bariyeri özelliklerinden dolayı kullanımı oldukça sınırlıdır. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı uygun maliyetli solvent döküm yöntemini kullanarak çevre dostu yeni polivinil alkol(PVA)/kitosan(KTS)/kollajen hidrolizat(KH) bazlı filmler hazırlamak ve kollajen hidrolizat içeriğinin film performansına etkisini incelemektir. Kollajen hidrolizatın moleküler ağırlık dağılımı SDS-PAGE ile belirlenmiştir. PVA/KTS ve PVA/KTS/KH bazlı filmlerin kalınlığı, nem içeriği, suda çözünürlüğü (%), su buharı geçirgenliği, rengi, ışık geçirgenliği ve mekanik özellikleri belirlendi. 50PVA/50KTS esaslı kontrol filmiyle karşılaştırıldığında, kompozit filmlerin su bariyeri ve mekanik özellikleri, özellikle 30PVA/30KTS/40KH film örneğinde büyük ölçüde geliştirildi. FTIR spektrumları, film formülasyonlarındaki kolajen hidrolizatın polar grupları ile kitosan ve polivinil alkolün hidroksil kısımları arasındaki hidrojen bağı yoluyla etkileşimler olduğunu ve kolajen hidrolizat ilavesinin üç polimer arasındaki uyumluluğu arttırdığını göstermiştir. Genel olarak sonuçlar, deri endüstrisi budama atıklarından kolajen hidrolizat kullanımının, daha sürdürülebilir ve çevre dostu ambalajlama sistemlerinin geliştirilmesinde uygulama için yeşil ambalaj filmi özelliklerini iyileştirebilecek sürdürülebilir bir seçenek sunduğunu göstermektedir.

Abstract:
Biodegradable polymers are being widely used in reducing plastic waste for ecological sustainability, but the use of biodegradable films instead of synthetic polymers prepared from natural polymers is quite limited due to their poor water barrier properties. Therefore, this study aims to prepare new environmentally friendly polyvinyl alcohol(PVA)/chitosan(KTS)/collagen hydrolysate(KH)-based films using the cost-effective solvent casting method and examine the effect of collagen hydrolysate content on film performance Molecular weight distribution of collagen hydrolysate was determined by SDS-PAGE. The thickness, moisture content, water solubility (%), water vapor permeability, color, light transmittance and mechanical properties of the PVA/KTS and PVA/KTS/KH based films were determined. Compared with the 50PVA/50KTS-based control film, the water barrier and mechanical properties of the composite films were greatly improved, especially in the 30PVA/30KTS/40KH film sample. FTIR spectra showed that there were interactions through hydrogen bonding between the polar groups of the KH in the film formulations and the hydroxyl moieties of KTS and PVA, and the addition of KH increased the compatibility between the three polymers. Overall, the results show that the use of collagen hydrolysate from leather industry trimming waste provides a sustainable option that can improve green packaging film properties for application in the development of more sustainable and environmentally friendly packaging systems.