Ferit Erdem'inn YL tez savunması hk.

Bölümümüz YL öğrencisi, Ferit Erdem in YL tez savunması 17.10.2022 11.00'de seminer salonunda gerçekleştirilecektir.

 

 

ERİYİK ELEKTRO-EĞRİLMİŞ PLA/PCL/PEG/ZnO KOMPOZİT LİFLERİNİN HAZIRLANMASI VE KARAKTERİZASYONU

ÖZET

Eriyik elektro-eğirme yöntemi ile polimerlerin mekanik ve bariyer özelliklerinin önemli derecede arttığı, eriyik karıştırma (ekstrüzyon) yöntemi ile de nanopartiküllerin (NP’lerin) polimer matrisinde daha iyi dağılım gösterdiği söylenebilir. Eriyik elektro-eğirme yöntemi yeni ve endüstride uygulanabilir bir yöntemdir. Kompozit filament (KF) üretiminde, polimerlerin eriyik özellikleri elektro-eğirme işleminde kullanılan parametreler optimize edilerek, istenilen yapısal özelliklerde elektrospun malzemeler üretilebilir. Daha yüksek yüzey-hacim oranına sahip ayarlanabilir mekanik ve bariyer özellikli elektrospun malzemeler gıda ambalajında birçok fayda sağlayabilir

Ekonomik ve üretilebilir biyopolimer olan polilaktik asit (PLA), geleneksel plastiklere rakip olarak ana polimer olarak seçilmiştir. PLA kırılgan yapısını iyileştirmek için polikaprolakton (PCL) ile karıştırılmıştır. Çinko oksit (ZnO), PLA/PCL karışımının bariyer özelliklerini geliştirmesi için kullanılmıştır. Polietilen glikol (PEG) ise ZnO'in dağılımı ve polimer karışımının kristalizasyon düzenleyicisi olarak kullanılmıştır. PLA, PCL, ZnO ve PEG belirli oranlarda karıştırılarak 155C’ye ısıtılmış ekstrüdere beslenerek KF’ler üretilmiştir.

Üretilen PLA/PCL KF’lerin, fonsiyonel grupları fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile belirlenmiştir. Kristal yapılarının tayini X-ışınımı kırınımı (XRD) cihazı ile, termal özellikleri (camsı geçiş sıcaklığı (Tg), depolama modulü (E') ve kayıp modülü (E″)) dinamik mekanik analiz (DMA) ile ve hidrofobikliği temas açısı ölçümü ile belirlenmiştir.

Lifler, yeni bir teknoloji olan eriyik elektro-eğirme yöntemi ile 3D yazıcının nozül ucuna yüksek voltaj verilerek üretilmiştir. Saf PLA filamenti ile mininimum lif çapı için optimum koşullar, uçtan toplayıcıya uzaklık (15/30/45mm), voltaj (5/10/15kV), ekstrüder sıcaklığı (230/240/250ºC) ve ekstrüzyon hızı (0,083; 0,167; 0,25mm/s) gibi parametreler değiştirilerek belirlenmiştir. Üretilen liflerin çapı, optik mikroskop ve SEM ile belirlenmiştir. Minimum lif çapı 230ºC ekstrüder sıcaklığı, 15mm uçtan toplayıcıya uzaklık, 10kV voltaj ve 0,167mm/s ekstrüzyon hızı parametrelerinde 37,8m olarak bulunmuştur.

KF’ler optimum koşullarda eriyik elektro-eğrilerek kompozit lifler elde edilmiştir. Kompozit liflerin morfolojisi ve lif çapı SEM, kristal yapı tayini XRD, termal özellikleri (Tg, E' ve E″) DMA ve hidrofobikliği temas açısı ölçümü ile belirlenmiştir. Kompozit liflerin çapları 37,8-347µm aralığında bulunmuştur.

Saf PLA filament ve lifinin temas açıları sırasıyla 74.70º ve 105.962º olarak bulunmuştur. Eriyik elektro-eğirme işleminin temas açılarını önemli derecede arttırdığı görülmüştür. Temas açısı ölçümleri, hem katkı malzemelerinin hemde eriyik elektro-eğirme yönteminin hidrofobikliğini arttrıdığını göstermiştir.

25ºC'de saf PLA ve KF'lerin E' değerleri 17.97-8.90MPa aralığında gözlenirken, E″ değerleri 0.93-0.29MPa aralığında, kompozit liflerin E' değerleri ise 7.21-5.28MPa aralığında, E″ değerleri 0.25-0.07MPa aralığında gözlendi. Filamentlerin E' ve E″ değerlerinin liflerden daha yüksek olması, hem katkı malzemelerinin hemde eriyik elektro-eğirme yönteminin PLA’nın plastikliğini arttırdığını göstermiştir.