Biyobozunur polimer nanokompozit geliştirilmesi
Development of biodegradable polymer nanocomposite
- Tez No: 376164
- Danışmanlar: PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Nanokompozitler, Nanopartiküller, Yüzey modifikasyonu, Nanocomposites, Nanoparticles, Surface modification
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Biyobozunur polimer matrisli nanokompozitlerin geliştirilmesinde nanopartiküllere uygulanan yüzey modifikasyonunun etkisi büyüktür. Nanopartiküllere yüzey modifikasyonu yaparak nanopartikülün polimer matris içerisinde iyi dağılmasını ve nanokompozitin geliştirilmesini sağlamak mümkündür. Bu çalışmada, TiO2 nanopartiküllerinin yüzeyi iki farklı metotla modifiye edilmiştir. Laktik asit oligomeri ve propiyonik asit-hekzilamin karışımı ile yüzeyi modifiye edilen nanopartiküller (LA-g-TiO2 ve AA-g-TiO2) ve modifiyesiz nanopartiküller (TiO2), çözelti dökme metodu kullanılarak poli(laktik asit) (PLA) matrisi içerisine artan miktarlarda eklenmiştir. Elde edilen nanokompozit filmlerin Attenuated Total Reflectance (ATR) ve Fourier Transform Infrared (FTIR) ile kimyasal yapı tayini, Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) ile termal kararlılığı, Dinamik Mekanik Analiz (DMA) ile mekanik özellikleri, Atomik Kuvvet Mikroskopisi (AFM) ile yüzey topografileri, Damlacık Şekli Analizi (DSA) ile yüzey temas açıları belirlenmiştir. İki farklı yüzey modifikasyonu yönteminin de başarılı olduğu ATR spektrumları ile tespit edilmiştir. TGA sonuçları LA-g-TiO2 içeren nanokompozit filmlerin termal kararlılığının geliştiğini göstermiştir. Ağırlıkça %1'lik PLA/LA-g-TiO2 nanokompozitinin bozunma sıcaklığı saf PLA'dan 20 ºC yüksek çıkmıştır. DSC eğrileri nanokompozit filmlerin camsı geçiş sıcaklıklarının ve erime sıcaklıklarının eklenen AA-g-TiO2 ve LA-g-TiO2 miktarından bağımsız olduğunu göstermiştir. DMA sonuçları en etkili bağlanmanın ve uyumluluğun PLA/LA-g-TiO2 nanokompozit filmlerinde olduğunu göstermiştir. Nanokompozit filmlerin AFM mikrografları, yüzey modifikasyonu yapılan nanopartiküllerin PLA matrisi içerisinde homojen dağıldığını göstermiştir. Temas açı ölçümüyle PLA filmine TiO2 eklenmesiyle nanokompozitin hidrofilik karakter kazandığı belirlenmiştir. Ağırlıkça %0,5 TiO2 ve AA-g-TiO2 içeren nanokompozit filmlerin temas açıları 64,6º ve 65,6º iken saf PLA için bu değer 82,6º ölçülmüştür. Sonuçlar, nanokompozitlerin termal ve mekanik özelliklerinin gelişmesinde yüzey modifikasyonu yapılan nanopartiküllerin önemli rol oynadığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Surface modification of nanoparticles has influence on improvement of biodegradable polymer matrices nanocomposites. To improve the properties of nanocomposite and uniform dispersion of nanoparticles in matrix can be performed by surface modification of nanoparticles. In this study, the surface of TiO2 nanoparticles was modified by two different surface modification methods. Nanoparticles grafted with lactic acid containing (LA-g-TiO2) and propionic acid-n-hexylamine containing (AA-g-TiO2) and non-grafted nanoparticles (TiO2) were added to the poly(lactic acid) (PLA) matrix via solvent casting method. Chemical structure of nanocomposites was examined by Attenuated Total Reflectance (ATR) and Fourier Transform Infrared (FTIR). Thermal stability was indicated by Differential Scanning Calorimeter (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA). Mechanical properties were measured by Dynamical Mechanical Analysis (DMA). Surface topography was investigated by Atomic Force Microscopy (AFM). The contact angle measurements were carried on Drop Shape Analysis (DSA). It was determined that these two different surface modification methods were achieved successfully by exploring ATR spectrums. TGA results showed that thermal stability of nanocomposites containing LA-g- TiO2 (LA-g-TiO2/PLA) was improved. Thermal degradation temperature of 1 wt.% PLA/LA-g-TiO2 was obtained 20 ºC higher than pure PLA. DSC curves showed that glass transition and melting temperatures of nanocomposites were independent of loading of AA-g-TiO2 and LA-g-TiO2 nanoparticles. DMA results demonstrate that the most efficient bonding and compatibility were seen in PLA/LA-g-TiO2 nanocomposite. AFM micrographs of the nanocomposites suggest that grafted TiO2 nanoparticles were homogeneously dispersed in polymer matrices. Contact angle measurements demonstrate that nanocomposites were gained hydrophilic character by adding TiO2 nanoparticles into PLA films. Contact angles of nanocomposites which contain 0.5 wt.% TiO2 and AA-g-TiO2 nanoparticles shifted to low values (64.6º and 65. 6º, respectively) when compared with pure PLA (82.6º). The results showed that grafted nanoparticles played an important role in improving thermal and mechanical properties of the nanocomposites.
Benzer Tezler
- Effect of silanization agent on the development of nanohybrid systems
Nanohibrit sistemlerinin geliştirilmesinde silanlama ajanının etkisi
MELTEM AKKULAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Köpük enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretilen polilaktik asit/halloysit nanotüp doku iskelelerinin özelliklerinin geliştirilmesi
Improvement properties of polylactic acid / halloysite nanotube scaffolds fabricated by foam injection molding
MELTEM ERYILDIZ
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİRİGÜL ALTAN
- Yapay kas uygulamaları için nanokompozit malzeme geliştirilmesi
Development of nanocomposite material for artificial muscle applications
AYŞE KÜBRA AYDINALEV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Elektro-eğirme yöntemi ile fonksiyonel biyomalzemelerin geliştirilmesi
Development of functional biomaterials by electro-spinning method
KÜBRA CANSU AKÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MACİD NURBAŞ
DOÇ. DR. HÜSEYİN AVCI
- Innovative reverse osmosis membrane manufacturing with green and nanocomposite carbon quantum dots for desalination purposes
Desalinasyon amaçlı yeşil ve nanokompozit karbon kuantum noktaları ile yenilikçi ters osmoz membranı üretimi
SEVDE KORKUT
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU