Derin ötektik çözeltilerin polimer karışım filmlerde plastikleştirici olarak kullanım olanaklarının araştırılması

Yeşil çözeltilerden biri olan derin ötektik çözeltiler (DÖÇ'ler), bir ötektik karışım oluşturmak üzere birbirleriyle bağlanabilen ve erime noktasından daha düşük bir nihai erime noktasına sahip olan iki bileşenin karışımlarıdır ve yeşil kimyanın beklentilerine yanıt niteliğinde özelliklere sahiptir. Derin ötektik çözeltiler, çeşitli uygulamalar için büyük potansiyeller içeren yeni nesil solventler olarak ortaya çıkmaktadır. Yanıcı organik çözeltilere umut verici alternatifler olarak son yıllarda oldukça dikkat çekmektedirler. Esnek gıda ambalajı olarak kullanılan polietilen, polipropilen, polivinil klorür ve polietilen tereftalat gibi başlıca petrol türevi sentetik plastiklerde yoğun bir şekilde fitalat ve adipat gibi toksik etkileri bulunan plastikleştiriciler kullanılmaktadır. Düşük moleküler ağırlıklı plastikleştiricilerin insanlar ve çevre üzerindeki etkisiyle ilgili sorunlar, diğer plastikleştirici gruplarının uygulamasını genişletmek ve yenilikçi alternatifler aramak için endüstri üzerinde baskı oluşturmuştur. İnsan ve çevre sağlığı üzerine olumsuz birçok etkisi bulunan bu maddeler yerine toksik etkisi bulunmayan ancak benzer teknik özelliklere sahip derin ötektik çözeltilerin kullanımı önem arz etmektedir. Bu çalışma ile esnek gıda ambalajı olarak kullanım alanı bulan karışım polimer granüllere plastikleştirici olarak DÖÇ ilavesinin kullanım olanakları araştırılmıştır. Hidrofilik ve hidrofobik karakterde dört farklı hidrojen bağı donörü (Laktik asit, hekzanoik asit, pantoneik asit ve üre) ve hidrojen bağı alıcısı olarak kolin klorür kullanılarak 1:1 ve 1:2 molar oran ve %5-10-20 konsantrasyonlarda DÖÇ karışımları hazırlanmış, çift vidalı ekstrüderde granüllere eklenmiş ve esnek filmler elde edilmiştir. DÖÇ'lerin karakterizasyon analizleri yapılmış ve filmlerden alınan kesitlerin mekanik, bariyer ve suya karşı davranış özellikleri ile birlikte FTIR ve DSC analizleri uygulanarak kullanım olanakları incelenmiştir. Toplam migrasyon analiziyle de filmlerin yasal zorunluluklara uygunluğu değerlendirilmiştir. Deneme desenine göre üretilen 28 farklı film içerisinden en uygun filmlerin belirlenmesi amacıyla Çok Kriterli Karar Verme (TOPSIS) yöntemi kullanılmıştır. DÖÇ'lerin viskoziteleri 18,7-202,9 mPa.s, yoğunlukları 0,95-1,18 g/ml, pH'ları 0,05-8,9 ve uçuculukları %0,8-18,9 arasında bulunmuştur. DÖÇ katkılı ve katkısız olarak üretilen filmlerin kalınlık değerleri 0,12-0,22 mm, kopma kuvveti 12,18-19,22 MPa, kopma uzaması %281,3-656,5, patlama kuvveti 13,19-25,86 N, patlama uzaması 3,51-5,76 mm, su buharı geçirgenliği 0,001-1,9 g/m².h, nem %0,00-1,88, su tutma kapasitesi %1,02-4,22, suda çözünürlük %0,00-1,86, ısıl yapışma 1,69-6,52 N, toplam migrasyon LOD-27 mg/dm² aralıklarında elde edilmiştir. Mekanik özellikler bakımından kopma kuvveti, kopma uzaması, patlama kuvveti ve patlama uzaması değerlerinde iyileşmeler gözlenmiştir. Bariyer özelliklerinde de istatistiksel olarak beklenen sonuçlar elde edilmiştir. Migrasyon analizlerinin yasal limitler arasında bulunması da DÖÇ'lerin güvenilir katkılar olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, öngörüldüğü gibi derin ötektik çözeltilerin polimerin özelliklerinde iyileştirmeler sağladığı gözlenmiştir.