Biyonanokompozitlerde gaz geçirgenlik özelliklerinin incelenmesi

Plastikler, düşük maliyet, kolay işlem yeteneği ve üretim için bol miktarda kaynak bulunmasından dolayı ambalaj uygulamaları için en yaygın kullanılan malzemelerdir. Dünya çapında yıllık plastik üretimi, her yıl istikrarlı bir şekilde artmaktadır. Plastiklerin paketleme, inşaat, otomotiv, elektrik, havacılık ve korozyon önleme ve kontrol gibi geniş bir yelpazede uygulama alanı bulunmaktadır. Plastik üretimi için yaygın olarak kullanılan hammaddeler petrol ürünleridir. Geleneksel fosil yakıt kaynaklı plastiklerin çoğu biyolojik olarak parçalanmaz ve dolayısıyla çevre kirliliğine neden olmaktadırlar. Artan çevresel kaygılar nedeniyle, son yıllarda biyolojik temelli sürdürülebilir plastik ambalaj materyalleri araştırmalarına olan ilgi belirgin bir şekilde artış göstermiştir. Biyopolimer veya biyobozunur plastikler uygun nem, sıcaklık ve oksijen mevcudiyet koşulları altında, toksikliğe veya çevreye zararlı bir tortu olmaksızın bozunurlar. Biyopolimerler çevre için büyük avantajlara sahip olmalarına rağmen bazı performans ve işleme açısından zayıf olmaları nedeniyle endüstiryel kullanım için uygun olmayabilir. Çeşitli dolgu malzemeleri eklenerek oluşturulan kompozitler ile biyopolimerlerin mekanik ve bariyer özellikleri gibi özellikler geliştirilebilir ve endüstriyel kullanım için elverişli hale getirilebilir. Bu çalışmada çevre dostu biyobozunur polimer olan polihidroksi bütirat-ko- β-hidroksi valerat (PHBV) kopolimeri kullanılmıştır. PHBV'nin sahip olduğu gaz geçirgenlik, mekanik ve termal özellikleri geliştirmek amacıyla seramik bir malzeme olan hekzagonal bor nitrür (h-BN) kullanılmıştır. Çeşitli yüzdeler de h-BN eklenerek eriyik harmanla ve çözelti döküm yöntemi ile biyonanokompozitler üretilmiştir. Hazırlanan nanokompozitler XRD, SEM, FTIR, TGA ve DSC analizleri karakterize edilmiş, gaz geçirgenliği ve mekanik özellikleri ölçülmüştür. BN katkısı ile PHBV'nin bariyer özelliklerinde gelişme gözlenmiştir. PHBV'nin oksijen bariyer özelliklerinde eriyik harmanla yöntemi ile %37.09 oranında bir iyileşme gözlenirken, çözelti döküm yöntemi ile 292 kat iyileşme gözlenmiştir. Çözelti döküm yöntemi ile hazırlanan nanokompozitlerin Young modülü %17.9 oranında artırmıştır. Sonuç olarak, hem eriyik harmanlama hem de çözelti döküm yönteminin h-BN ilavesiyle PHBV özelliklerini geliştirdiği gözlenmiştir.