Dİ (2-Etilhekzil) fitalat baskılı polimerlerin PE/PP dokumasız kumaşlara iyonlaştırıcı radyasyon kullanılarak aşılanması
Grafting of DI (2-Ethylhexyl) phthalate imprinted polymers on PE/PP non-woven fabrics by using ionization radiation
Yazar: BEGÜM AYDEMİR
Danışman: PROF. DR. MURAT ŞEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Moleküler baskılı polimerler belli bir hedef moleküle karşı yüksek seçimliliğe sahip olan bağlanma bölgeleri içeren fiziksel ve kimyasal açıdan oldukça dayanıklı gözenekli malzemelerdir. Moleküler baskılı polimerler; sıvı kromatografisi, katı faz ayrımı,  antikor taklitleri (biyotaklitçi denemeler ve algılayıcılar), enzim taklitleri, sensörler, kapiler elektrokromatografi ve ilaç salımı gibi geniş kullanım alanlarına sahiptir.
Fitalatlar, organik esterlerin östrojenik kimyasalları veya endokrin bozucuları olarak bilinen bir grubudur. Fitalatlar içinde plastikleştirici olarak en  yaygın kullanılan yapı di-2-etilhekzil fitalattır (DEHP). Zemin ve diğer bina yapım malzemeleri, kozmetik ve kişisel bakım ürünleri, temizlik malzemeleri, ev eşyaları gibi tüketici ürünlerinin büyük bir kısmı DEHP içerir. DEHP, çok düşük seviyelerde havada, suda, toprakta geniş ölçüde yayılır. Ayrıca yiyecek örneklerini, insan ve hayvan dokularını etkiler. DEHP, insanlar için özellikle genç yaştaki çocuklarda, bebeklerde ve emziren annelerde endokrin yıkıcı ve yüksek toksisite gibi özellikleri nedeniyle ciddi sağlık sorunlarına neden olur. Bu bileşiğin insan sağlığı ve çevre üzerindeki etkilerini azaltmak için kolay ve güvenilir bir analiz metodunun geliştirilmesi önemli bir konudur.
Bu çalışmada DEHP baskılı polimer, PE/PP dokumasız kumaşlara gama ışınları ile aşılama yöntemi kullanarak hazırlanmıştır. Sentez aşamasından moleküler baskılı polimerlerin sentezi öncesinde en uygun hedef molekül/fonksiyonel monomer oranını belirlemek için farklı oranlarda hazırlanan MAA (metakrilik asit) /DEHP çözeltilerindeki moleküler arası etkleşimlere dayanan değişimler UV-görünür bölge (Varian, Cary100) spektrometresi ile incelenmiştir. Fonksiyonel monomer/ hedef molekül oranı 4:1 olarak belirlenmiştir. Daha sonra DEHP baskılı polimer PE/PP dokumasız kumaşlara farklı miktarda çapraz bağlayıcı ve farklı dozlarda ışınlama yapılarak aşılama gerçekleştirilmiştir. DEHP baskılı polimerler farklı yöntemlerle karakterize edilmiştir. Taramalı Elektrom Mikroskobisi (SEM) ile yapılan analizlerin sonunda aşılama yapılmadan önce PE/PP dokumasız kumaşların ortalama lif kalınlığı 9,393 µm iken, 5 kGy dozla aşılama yapıldıktan sonra 13,53 µm'ye ve 10 kGy dozla aşılama yapıldığında ise 15,40 µm'ye arttığı görülmüştür. Pozitron Yokolma Yaşam Süresi Spektroskopisi (PALS) analizlerinde DEHP varlığının yapı içindeki boşluklarda artışa neden olduğu görülmüştür. DEHP baskılı polimerlerin bağlanma özellikleri hedef molekül derişimi ve kimyasal olarak benzer moleküllere [di-metil fitalat (DMP), di-etil fitalat (DEP), di-bütil fitalat (DBP)] karşı incelenmiştir. DEHP baskılı polimerlerin aşılandığı PE/PP dokumasız kumaşların DEHP için en yüksek seçimliliği di-metil fitalat, di-etil fitalat, di-bütil fitalat karşılaştırıldığında sırasıyla 1,95, 2,34, 1,54 kat daha yüksek seçimlilik kat sayıları ile gösterdiği görülmüştür.

Abstract:
Molecular imprinted polymers are porous materials that are highly resistant to physical and chemical hazards, including binding sites with high selectivity towards a given target molecule. Molecular imprinted polymers have a wide range of uses such as liquid chromatography, solid phase separation, antibody mimetics (biotaxis assays and sensors), enzyme mimics, sensors, capillary electrochromatography and drug release.
Phthalates are a group of organic esters known as estrogenic chemicals or endocrine disruptors. The most commonly used structures of phthalates as plasticizer di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP). A large portion of consumer products such as floor and other building materials, cosmetics and personal care products, cleaning materials, household goods, etc. include DEHP. DEHP spreads widely in air, water, and soil at very low levels, and also affects food samples, human and animal tissues. DEHP causes serious health problems for people, especially in young children, infants, pregnant and lactating mothers due to their endocrine disruption and high toxicity. The development of an easy and reliable method of analysis to reduce the effects of this compound on human health and the environment is an important issue.
In this study, DEHP imprinted polymer was prepared using PE/PP nonwoven fabrics by gamma irradiation. Variations based on molecular interactions in MAA (methacrylic acid)/DEHP solutions prepared at different ratios to determine the optimum target molecule/functional monomer ratio prior to the synthesis of the molecularly printed polymers from the synthesis step were examined by UV-visible region (Varian, Cary100) spectrometry. The ratio of the functional monomer/target molecule was determined as 4:1. The DEHP printed polymer was then applied to the PE/PP nonwoven fabrics by varying amounts of crosslinking and dosing by grafting. DEHP printed polymers are characterized by different techniques. According to the SEM results, the average fiber thicknesses of PE/PP nonwoven fabrics before grafting were 9,393 μm. Fiber thicknesses were found to be 13,53 μm after 5 kGy irradiationand 15,40 μm infusion at 10 kGy irradiation. In the Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS) analyzes it was observed that the presence of DEHP caused an increase in voids in the structure. The binding properties of DEHP printed polymers were investigated against the target molecule concentration and chemically similar molecules [di-methyl phthalate (DMP), di-ethyl phthalate (DEP), di-butyl phthalate (DBP)]. The highest selectivity for DEHP of PE/PP nonwoven fabrics impregnated with DEHP printed polymers was found to be 1,95, 2,34, 1,54 times higher with the selectivity coefficients of di-methyl phthalate, di-ethyl phthalate and di-butyl phthalate, respectively.