Polimer Kompozit Malzemelerin Hazırlanması ve Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Ambalaj sektöründe kullanılan plastik malzemelerin çoğu petrol kökenlidir. Polietilen (PE), polistiren (PS), polietilentereftalat (PET) gibi bu plastikler doğada uzun yıllar çözünmeyip, atmosferdeki CO2 artışına neden olurlar. Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen biyobozunur polimerler petrol kökenli polimerlere alternatif olarak görülmektedir. Biyobozunur polimerler arasında polilaktik asit (PLA) biyobozunur, çevre dostu ve biyouyumlu olması nedeniyle dikkat çekmektedir. PLA'nın sahip olduğu birçok avantaja rağmen düşük gaz bariyer özellikleri, termal dayanımı, kırılgan ve maliyetli olması nedeniyle birçok uygulamada kullanılamamaktadır. Bu çalışmanın amacı petrol kökenli polimer malzemelere alternatif PLA kökenli biyobozunur polimer kompozit malzemelerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesidir. Çalışmada öncelikle pirinç kabuğundan silika elde edilmiştir. Elde edilen silika ve zeolit %20 polietilen glikol (PEG) içeren PLA çözeltilerine eklenmiş ve kompozit filmler çözücü döküm yöntemi ile hazırlanmıştır. Kompozit filmlerin termal ve yapısal özellikleri FT-IR (Fourier dönüşümlü infrared spektroskopi), SEM (taramalı elektron mikroskobu), TGA (termogravimetrik analiz), DSC (diferansiyel taramalı kalorimetre) ve su absorpsiyon kapasitesi testleri ile belirlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre, silika ve zeolit PLA-PEG filmlerinin termal dayanımını iyileştirmiş ve filmlerin su absorpsiyon kapasitesini artırmıştır.

Most of the plastic materials used in the packaging industry are petroleum-based. These plastics such as polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET) do not decompose in soil for many years and they lead to increase environmental pollution and CO2 in the atmosphere. Biodegradable polymers derived from renewable resources are considered as promising alternatives to petroleum-based polymer. Among the biodegradable polymers, polylactic acid (PLA) has attracted attention due to having properties such as biodegradable, environment friendly, and biocompatible. Although PLA has these advantages, it can not be used in many applications due to its gas barrier properties, thermal stability, brittle and cost. The aim of this work is to prepare and investigate PLA based biodegradable polymer composite films as an alternative to petroleum-derived polymers. In the study, firstly silica was obtained from the rice husk. The obtained silica and zeolite were added to PLA solutions containing 20% polyethylene glycol (PEG) and the composite films were prepared using solvent casting method. The thermal and structural properties of the prepared composite films were determined by FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy), SEM (scanning electron microscope), TGA (thermogravimetric analysis), DSC (differential scanning calorimetry) and water absorption capacity test. According to results of analysis, the addition of silica and zeolite to the PLA-PEG films improved the thermal stability and increased the water absorption capacities of PLA films.