Tarım uygulamalarında kullanılmak üzere termoplastik nişasta
poliolefin karışımlarının hazırlanması ve biyobozunurluk özelliklerinin incelenmesi / Preparation of thermoplastic starch/polyolefin blends for agricultural applications and investigation of biodegradability properties
Yazar: HÜSEYİN ÇAĞDAŞ ASLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ARİF KAYA ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MİTHAT ÇELEBİ
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Biyoplastik = Bioplastic ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Homopolimerler = Homopolymers ; Morfoloji = Morphology ; Mısır nişastası = Maize starch ; Polietilen = Polyethylene ; Sürekli faz modülasyonu = Continuous phase modulation ; Termoplastik = Thermoplastic ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials

Özet:
Doğada bozunarak çevre kirliliğine sebebiyet vermeyen biyobozunur ürünler, sentetik polimerlerin kullanımından kaynaklanan atık ve çevre sorunlarının azaltılmasında umut verici bir çözüm olarak değerlendirilmektedir. Termoplastik nişasta (TPS), biyobozunur ürünlerin hazırlanmasında düşük maliyeti ve kaynak bulma kolaylığı ile öne çıkmaktadır. Biyobozunur polimerlerden elde edilen ürünlerin düşük mekanik ve fiziksel özelliklerini iyileştirmek için polimer karışımlarının hazırlanmasından sıklıkla yararlanılmaktadır. Polimer karışımlarının sahip olduğu morfolojinin performans özellikleri üzerine etkileri ve kontrolü ile ilgili çalışmaların önem kazandığı görülmektedir. Son yıllarda umut vadeden bir çözüm olan eş-sürekli faz morfolojisine sahip TPS esaslı polimer karışımlarının hazırlanması ve karakterizasyonları çalışmamızın hedefinde yer almaktadır. Bu amaca uygun olarak öncelikle doğal mısır nişastası ve farklı tip ve miktardaki plastikleştiriciler kullanılarak eriyik işleme yöntemiyle termoplastik nişasta (TPS) numuneleri hazırlandı. TPS numuneleri morfolojik, reolojik ve termal özellikler açısından incelendi. Elde edilen sonuçlar ışığında polietilen (PE) ile hazırlanacak polimer karışımlarında eş sürekli morfolojinin elde edilmesini sağlayacak uygun TPS örneği belirlendi. Belirlenen TPS numunesi ve PE örnekleri kullanılarak farklı bileşimlerde olacak şekilde TPS/PE esaslı polimer karışımları eriyik işleme yöntemiyle hazırlandı. Hazırlanan TPS/PE esaslı polimer karışımları mekanik, reolojik, morfolojik ve termal özellikler açısından incelendi ve TPS kompozisyonu yüksek ve eş sürekli faz morfolojisine sahip numunelerin hazırlanması için en uygun yöntem ve parametreler belirlendi. Ayrıca TPS/PE esaslı polimer karışımlarının biyobozunur özellikleri tespit edildi.

Abstract:
Biodegradable products are considered promising solution in minimizing waste and environmental issues brought on by the usage of synthetic polymers because they do not pollute the environment as they degrade in nature. The manufacturing of biodegradable products from thermoplastic starch (TPS) stands out thanks to the low cost and simplicity of obtaining. The preparation of polymeric blends is frequently used to improve the low mechanical and physical properties of products obtained from biodegradable polymers. Recently, studies on the effects and control of the morphology of polymeric blends on performance parameters are becoming more and more important. Our research aims to prepare and characterize TPS-based polymeric blends with co-continuous phase morphology, a potential solution nowadays. For this purpose, firstly, thermoplastic starch (TPS) samples were prepared by melt processing method using natural corn starch and different types and amounts of plasticizers. TPS samples were examined in terms of morphological, rheological, and thermal properties. The optimal TPS samples were chosen in light of the results to get the co-continuous morphology in the polymer blends to be prepared with polyethylene (PE). Melt processing was used to create TPS/PE based polymer blends with various compositions using the chosen TPS and PE samples. Prepared TPS/PE based polymer blends were examined in terms of mechanical, rheological, morphological, and thermal properties, and the most suitable methods and parameters were determined for the preparation of samples with high TPS composition and co-continuous phase morphology. The biodegradable characteristics of TPS/PE based polymer combinations were also identified.