Geri Dön

Farklı ortam şartlarında biyoplastiklerin biyobozunurluklarının değerlendirilmesi

Evaluation of the biodegradability of bioplastics under different environmental conditions

PDF İndir

  1. Tez No: 942689
  2. Yazar: ŞEYMA NUR ERKUL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SELNUR UÇAROĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Çevre Mühendisliği, Textile and Textile Engineering, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Polilaktik Asit, Polihidroksibütirat, Biyobozunma, Toprak, Arıtma Çamuru, Vermikompost, Polylactic Acid, Polyhydroxybutyrate, Biodegradation, Soil, Treatment Sludge, Vermicompost
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 135

Özet

Bu tezde, biyobozunur polimerlerin farklı çevresel koşullarda bozunma davranışlarını inceleyen dört iş paketi gerçekleştirilmiştir. İlk iş paketinde, PLA filmleri ASTM D5988-18 standardına göre saf toprakta 90 gün süreyle inkübe edilmiş ve fiziksel, kimyasal ve morfolojik değişimleri FTIR, SEM ve kütle kaybı analizleriyle değerlendirilmiştir. İkinci iş paketinde, elektro çekim yöntemiyle üretilmiş mikrolifli yüzeyler, aynı standart altında 180 gün boyunca toprakta bozunmaya bırakılmış, süreç CO₂ salınımı ve SEM analizleriyle izlenmiştir. Üçüncü ve dördüncü iş paketi kapsamında, PLA filmi ve eriyikten çekim yöntemiyle üretilmiş PHB multifilament ipliklerin, arıtma çamuru, vermikompost gibi azotça zengin katkılar içeren toprak ortamlardaki bozunma davranışları araştırılmıştır. Bu süreçte, CO₂ salınımı ölçümleri, SEM ve FTIR analizleri kullanılarak numuneler üzerindeki morfolojik ve kimyasal değişiklikler değerlendirilmiştir. Çalışmanın sonuçları, organik katkıların (özellikle arıtma çamuru ve vermikompost) topraktaki mikrobiyal aktiviteyi ve azot içeriğini artırarak PLA'nın bozunma oranını belirgin şekilde yükselttiğini göstermiştir. 28 °C'de 180 gün boyunca saf toprakta %6 oranında bozunan PLA, katkılı topraklarda sırasıyla %40 ve %45 oranlarında bozunmuştur. Buna karşın, PHB numuneleri saf toprakta 75– 90 gün içinde tamamen bozunurken, katkılı ortamlarda bozunma süresi uzamış, bu durum mikrobiyal seçicilik ile arıtma çamuru ve vermikompost içerisinde bulunan organik maddelerin öncelikli tüketilmesiyle açıklanmıştır. Kristalinite derecesi arttıkça bozunma hızının azaldığı gözlemlenmiş, üretim yöntemiyle ilişkili morfolojik farklılıkların biyobozunma performansını doğrudan etkilediği anlaşılmıştır. Elektro çekim yöntemiyle üretilen PHB'ler, yüksek yüzey alanlarına rağmen daha yavaş bozunurken, eriyikten çekimle elde edilen PHB'ler 20 gün içinde tamamen parçalanmıştır. PHB/PBS (75/25) karışımının yavaş bozunması, PBS'nin dirençli yapısı ile ilişkilendirilmiştir. Bu tez, biyoplastiklerin çevresel bozunma davranışlarını; üretim yöntemleri, toprak özellikleri ve organik katkılar ışığında bütüncül şekilde değerlendirmekte ve biyobozunur malzemelerin sürdürülebilir atık yönetimi stratejileri geliştirme sürecine katkı sunmaktadır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, four work packages were conducted to investigate the degradation behavior of biodegradable polymers under different environmental conditions. In the first work package, PLA films were incubated in pure soil for 90 days under ambient conditions in accordance with ASTM D5988-18, and their physical, chemical, and morphological changes were evaluated using FTIR, SEM, and mass loss analyses. In the second work package, electrospun microfibrous surfaces were subjected to soil degradation under the same standard for 180 days, and the process was monitored through CO₂ evolution and SEM analysis. The third and fourth work packages focused on examining the degradation behavior of PLA films and melt-spun PHB multifilament yarns in nitrogen-rich soil environments enriched with sewage sludge and vermicompost. During these studies, CO₂ measurements, SEM imaging, and FTIR spectroscopy were used to assess the morphological and chemical changes of the materials. The results showed that the addition of organic amendments (particularly sewage sludge and vermicompost) significantly increased microbial activity and nitrogen content in the soil, which markedly enhanced the degradation rate of PLA. While PLA degraded only by 6% in pure soil after 180 days at 28 °C, the degradation rate increased to 40% and 45% in sludge- and vermicompost-enriched soils, respectively. In contrast, PHB samples fully degraded within 75–90 days in pure soil, but degradation slowed down in the amended soils. This was attributed to microbial selectivity and the preferential consumption of easily degradable organic matter. An inverse relationship between crystallinity and degradation rate was observed, indicating that morphological differences related to production methods directly influenced biodegradation performance. Although electrospun PHB samples had high surface areas, they degraded more slowly than melt-spun PHBs, which fully disintegrated within 20–45 days. The slower degradation of the PHB/PBS (75/25) blend was associated with the inherent resistance of PBS to biodegradation, whereas the PHB/PBS (90/10) blend and pure PHB samples degraded more rapidly.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    907068

    Investigation of cobalt resistance in Rhodobacter sphaeroides at molecular level

    Rhodobacter sphaeroides'de kobalt direncinin moleküler düzeyde incelenmesi

    GÜNEŞ ATAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR

  2. Tez No

    342826

    Katı film yağlayıcıların farklı ortam şartlarında tribolojik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of tribological properties of solid film lubricants under different environmental conditions

    YİĞİT İMECE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEDRİ TUÇ

  3. Tez No

    397029

    Farklı ortam koşullarında bacillus thuringiensis RSKK 381'in üreme ve biyoplastik (PHB) üretiminin araştırılması

    Investigation of growth and bioplastic (PHB) production in different conditions by bacillus thuringiensis RSKK 381

    ECE DUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    BiyoteknolojiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE TOSUN

    DOÇ. DR. HİKMET KATIRCIOĞLU

  4. Tez No

    83792

    The Mechanical properties of some cast aluminium alloys (Sr modified A1Si1 1Mg)

    Bazı döküm alüminyum alaşımlarının (Sr ile modifiye edilmiş A1Si1 1Mg) mekanik özellikleri

    ALİ İLKER ALTINEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Makine MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAZIM ÖNEL

  5. Tez No

    494541

    Soğuk ortam şartlarının, tercih edilen kadans ve hareket ekonomisine etkileri

    Effects of cold ambient on self-selected cadence and efficiency

    YASİN YÜZBAŞIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    SporEge Üniversitesi

    Hareket ve Antrenman Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEKİR MUZAFFER ÇOLAKOĞLU

Geri Dön