Poli(vinil alkol) esaslı nanokompozitler ve uygulamaları
Poly(vinyl alcohol) based nanocomposites and its applications
Yazar: İPEK ALBAYRAK
Danışman: DOÇ. DR. HASİNE KAŞGÖZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Antibakteriyel aktivite = Antibacterial activity ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Polietilen glikoller = Polyethylene glycols ; Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol ; Sodyum montmorillonit = Sodium montmorillonite ; Sodyum salisilat = Sodium salicylate ; Timol = Thymol

Özet:
Tez çalışması kapsamında sodyum salisilat ve timol yüklenmiş PVA-kil nanokompozitleri sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Ürünlerin özellikleri üzerinde gerek kil, gerekse de ilaç bileşiklerinin (sodyum salisilat ve timol) etkisi ortaya konmuştur. Kil bileşiği olarak Na+-montmorillonit, her bir grup nanokompozit sentezinde PVA'nın ağırlıkça % 3, 5, 7, 10, 20 ve 50'si olacak şekilde kullanılmıştır. Bunun yanı sıra her bir grup denemede % 50 kil içeren ürünler, glutaraldehit ilavesi ile çapraz bağlanarak da sentezler tekrarlanmıştır.Elde edilen nanokompozit filmler FTIR spektroskopisi, XRD, DMA, SEM ve TG analizleri yapılarak karakterize edilmiş, ayrıca suda çözünmeyen ürünlerin destile su içerisindeki şişme davranışları incelenmiştir. Bunun yanı sıra sentezlenen nanokompozitlerin, ilaç salım sistemlerinde, antibakteriyel filmlerde ve yara örtücü sistemlerde kullanılabilirliği incelenmiştir.FTIR analizleri sonucunda tüm bileşenlerin yapıya katıldığı gözlenirken, XRD analizi sonuçlarından da, düşük miktarda kil ile sentezlenen ürünlerin ayrılmış tabakalı nanokompozit yapısında olduğu, yüksek kil oranlarında ise aralanmış tabakalı yapının da birlikte bulunduğu gözlenmiştir. Yine yüksek orandaki kil ilavesinin elastik modül değerlerini arttırdığı ve mekanik özelliklerde iyileşme olduğu tespit edilmiştir. Yalnızca kil ilavesi ile sentezlenen ürünlerde düşük kil oranlarında düz ve homojen bir yapı gözlenirken ilaç yüklü filmlerde yüzey morfolojisinin değiştiği belirlenmiş, timol yüklü nanokompozitlerin ise gözenekli bir yapıda olduğu görülmüştür. Nanokompozit yapısına ilave edilen kil miktarının artması ile jelasyon oranı artmış ayrıca ortamdaki ilaç bileşiği de bu oranı etkilemiştir. İlaç salım deneyleri sonucunda ise, yine yapıdaki kil oranına ve ilaç etkileşmelerine bağlı olarak salım değerlerinin değiştiği görülmüştür. Yalnızca kil ilavesi ile sentezlenen ilaç yüklenmemiş filmler ve sodyum salisilat yüklü filmler antibakteriyel aktivite göstermezken, timol yüklü filmlerin antibakteriyel aktiviteye sahip olduğu görülmüştür. Bunun yanı sıra filmlere uygulanan mikrop geçirgenlik testlerinde ise gerek sodyum salisilat gerekse de timol yüklü nanokompozit filmlerin olumlu sonuç verdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In the extension of the study, sodium salicylate and thymol loaded poly(vinyl alcohol) (PVA)-clay nanocomposites were synthesized and characterized. The effects of clay as well as drug compounds (sodium salicylate and thymol) on the properties of products were investigated. Na+-montmorillonite (Na+-MMT) was used as clay substance with ratio of 3, 5, 7, 10, 20 and 50 % (wt) in PVA in each group of nanocomposites. In each group, the products with clay ratio of 50 % were also synthesized by crosslinking with glutaraldehyde.The nanocomposite films were characterized by FTIR, XRD, DMA, SEM and TG analyses and also the swelling behaviors of water-insoluble products in distilled water were investigated. Furthermore, the uses of these nanocomposites in drug release systems, antibacterial films and wound dressing systems were investigated.From FTIR analysis results, it was observed that all components participated in the structure and XRD analysis showed that the products synthesized with lower montmorillonite amounts were exfoliated structure, but intercalated structure was also observed together with exfoliated one in samples having high clay contents. The addition of clay with high ratio increased the elastic modulus and improved the mechanical properties of the products. While the smooth and homogenous structure was observed in nanocomposites obtained with only clay addition, the surface morphology changed in drug-loaded nanocomposite films and the porous structure was observed in thymol-loaded nanocomposites. The gelation ratio was increased with clay addition in nanocomposites and the drug compound in the medium affected this ratio. From the drug release studies, it was observed that the releasing of drugs was changed by depending on the clay ratio and drug interactions. It was observed that the thymol-loaded films showed antibacterial activity, but the nanocomposite films synthesized with only clay addition and sodium salicylate loaded films didn?t show. Furthermore, it was seen that in microbe penetration tests, both sodium salicylate-loaded films and thymol-loaded films constituted a good barrier against bacteria.