Kenevir yan ürünlerinden polimer kompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polymer composites from hemp by-products
- Tez No: 831524
- Danışmanlar: PROF. DR. FEZA GEYİKÇİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Son yıllarda tüm dünyada artan çevre ve ekonomik sorunlar nedeniyle insanlar sürdürebilir ve daha ulaşılabilir ürünlere yönelmektedir. Her alanda karşımıza çıkan petrol bazlı, atıkları yıllarca doğada bozunmadan kalan ve çevreye büyük zararlar veren polimerlerin yerine sürdürülebilir alternatifler dikkat çekmektedir. Çeşitli ve zengin içeriklere ve yapılara sahip bitkiler eskiden beri birbirinden farklı alanlarda kullanılmaktadır. Bitkiler kozmetik, ilaç, tıp, kağıt, kumaş, polimer gibi alanlarda hammadde ya da yardımcı madde olarak endüstride kullanılmaktadır. Buradan yola çıkarak çalışma konusu olarak polimer üretiminde bu zamana kadar kullanılmamış kenevir tohumu yağı ve keten tohumu yağından biyobozunur polimer film sentezi seçilmiştir. Polimerlerin üretimi için ilk aşamada, keten ve kenevir tohumu yağları formik asit ve hidrojen peroksit ile epoksillenmiş daha sonra farklı miktarlarda polietilen glikol eklenmiş ve Fe(NO3)3.9H2O katalizörlüğünde yağların hidroksillenmesi sağlanmıştır. Son adımda da toluen diizosiyanat ile kopolimerlerin reaksiyonu sonucu biyobozunur poliüretan filmler elde edilmiş ve vakum etüvde kurutulmuştur. Elde edilen polimer filmler Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektrofotometre (FTIR), Termogravimetrik Analiz (TGA), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) gibi yöntemler kullanılarak karakterize edilmiştir. Polimer filmlerin sudaki şişme testleri ve fosfat tampon tuz çözeltisi içindeki biyoparçalanma süreleri belirlenmiştir. Sonuç olarak; polimer filmlere uygulanan biyoparçalanma testine göre polimerlerin bir haftada en az %11,42, en fazla %65,47 oranında bozunduğu, iki hafta sonunda ise en az %29,34, en fazla %89,34 oranında bozunduğu tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra yapılan şişme analizinde polimer yapısındaki çapraz bağların fazla olmasının şişme oranını azalttığı belirlenmiştir. Yapılan Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektrofotometre (FTIR) analizinde epoksit grubuna ait pikler, Polietilen glikole ait C-O-C pikleri ve üretan bağlarına ait pikler gözlenmiştir. Termogravimetrik Analiz (TGA)'inde polimer filmlerin üç ya da dört basamaklı bozunmaya uğradığı belirlenmiştir. Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) analizinde sentezlenen polimer filmler, yapılan literatür taraması sonucunda bulunan diğer bitkisel yağlar kullanılarak sentezlenen poliüretan filmlere göre daha yüksek sıcaklıklara ulaştığı gözlemlenmiştir. Yapılan analizler ve testler sonucunda yumuşak, esnek ve biyobozunur, kenevir tohumu yağı ve keten tohumu yağı bazlı poliüretan filmlerin sentezlenebildiği ve endüstride alternatif olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Due to increasing environmental and economic problems all over the world in recent years, people are turning to sustainable and more accessible products. Sustainable alternatives draw attention to the petroleum-based polymers that we encounter in every field, whose wastes remain undegraded in nature for years and cause great harm to the environment. Plants with various and rich contents and structures have been used in different fields since ancient times. Plants are used in industry as raw materials or auxiliary materials in areas such as cosmetics, medicine, medicine, paper, fabric, polymer. From this point of view, biodegradable polymer film synthesis from hemp seed oil and linseed oil, which has not been used in polymer production until now, was chosen as the subject of the study. For the production of polymers, in the first stage, flax and hemp seed oils were epoxidized with formic acid and hydrogen peroxide, then different amounts of polyethylene glycol were added and hydroxylation of the oils was provided under the catalysis of Fe(NO3)3.9H2O. In the last step, biodegradable polyurethane films were obtained as a result of the reaction of TDI and copolymers and dried in a vacuum oven. The obtained polymer films were characterized using methods such as Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-Ray Diffraction Method (XRD) and contact angle measurement. In addition to these, swelling amounts in water and biodegradation times in phosphate buffer saline solution were determined at certain time intervals.In conclusion; According to the biodegradation test applied to the polymer films, it was determined that the polymers degraded at least 11.42% and at most 65.47% in a week, and at the end of two weeks at least 29.34% and at most 89.34%. In addition, in the swelling analysis, it was determined that the excess cross-links in the polymer structure reduced the swelling rate. In the Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FTIR) analysis, peaks belonging to the epoxide group, C-O-C peaks of polyethylene glycol and peaks of urethane bonds were observed. In Thermogravimetric Analysis (TGA), it was determined that polymer films undergo three or four steps of degradation. It was observed that the polymer films synthesized in the Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis reached higher temperatures than the polyurethane films synthesized using other vegetable oils found as a result of the literature review. As a result of the analyzes and tests, it has been determined that soft, flexible, biodegradable, hemp seed oil and linseed oil-based polyurethane films can be synthesized and used as an alternative in the industry.
Benzer Tezler
- Kenevir tohumu unu protein hidrolizatlarının biyoaktivitelerinin belirlenmesi
Determination of bioactivities of protein hydrolysates obtained from hemp seed flour
AYŞE NUR AKGEDİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YEKTA GÖKSUNGUR
PROF. DR. OĞUZ BAYRAKTAR
- Techno-functional properties of high protein extrudates obtained by low and high moisture extrusion process
Düşük ve yüksek nemli ekstrüzyon yöntemiyle elde edilen yüksek proteinli ekstüdelerin tekno-fonksiyonel özelliklerinin belirlenmesi
İLHAN ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKAY ŞENSOY
PROF. DR. BEHİÇ MERT
- Kenevir sapı atıklarından biyokömür eldesi
Production of biocoal from hemp waste
MÜZEYYEN ESER PEKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaEge ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JALE YANIK
DOÇ. DR. GÖZDE DUMAN TAÇ
- Farklı tarımsal artıklar kullanılarak hazırlanan karışım peletlerinde kenevir sapı kullanımının pelet kalite özellikleri üzerine etkisi
Effect of using hemp stalk on the pellet quality characteristics in mixed pellets prepared using different agricultural wastes
TOLGA AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiNamık Kemal ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜRKAN AKTAŞ
- Tokat-Kazova şartlarında bazı kenevir (Cannabis sativa L.) çeşit ve populasyonlarının bitkisel ve verim özelliklerinin belirlenmesi
Determination of herbal and yield properties of some hemp (Cannabis sativa var. L) variety and populations in Tokat-Kazova conditions
TALİP KOÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
ZiraatTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNGÖR YILMAZ