Elektrospinning yöntemi ile kenevirden nanolif üretimi ve analiz çalışmaları

Bu tezde, geleneksel elyaf üretim yöntemlerine kıyasla polimer esaslı nanolif üretiminde en etkili yöntemlerden biri olan elektrospinning yöntemi kullanılarak kenevir lifi, kenevir tohumu ve kenevir sapından nano boyutlara indirgenen nanolifler elde edilmiştir. Nanolif sentezi için, DMF (N,N-dimetilformamid) içerisinde PAN (poliakrilonitril) çözeltisi hazırlanmıştır. Öncelikle, hazırlanan bu çözelti ile elektrospinning düzeneğinde PAN polimer lifi üretilmiştir. Daha sonra, kenevir sapı, lifi ve tohumu Ball Milling (bilyalı öğütme) tekniği ile mekanik olarak toz haline getirilmiştir. Elde edilen kenevir tozlarının PAN polimer çözeltisine ilavesiyle PAN polimerli kenevir saplı, kenevir lifli ve kenevir tohumlu nanolifler, elektrospinning tekniği kullanılarak üretilmiştir. Elektrospinning işleminin optimizasyon parametreleri (şırınga çapı, toplama mesafesi, voltaj, püskürtme hızı ve toplama süresi gibi) birçok değişkenin hassas bir kontrolünü içerdiğinden elektrospinning işlemi, her biri (PAN polimerli kenevir saplı, kenevir lifli ve kenevir tohumlu) için; voltaj, mesafe ve biriktirme süresi değiştirilerek tekrarlanmıştır. Üretilen nanoliflerin 30 ila birkaç yüz nanometre arasında değişen çaplarda olduğu gözlenmiştir. Nanoliflerin morfolojisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak belirlenmiş ve karakterize edilmiştir. Ayrıca absorbsiyon spektrumunu belirlemek için UV-Vis-NIR spektroskopik tekniği kullanılmıştır. FTIR ile kimyasal yapı analizi yapılmış ve içerikte bulunan bağlanma grupları tespit edilmiştir. PAN ve kenevire ait piklerin varlığı teyit edilmiştir. PAN polimerli kenevir sapından ve PAN'dan üretilen nanoliflerin termal dayanıklılığını belirlemek için 20 ila 800 oC'ye kadar olan sıcaklık aralığında Termogravimetrik Analiz (TGA) yapılmıştır. Bunun sonucunda, sırasıyla 15 dakikalık biriktirme süresi ile % 6 PAN polimerli kenevir sapının ve PAN'ın TGA spektrumu elde edilmiştir. PAN nanolifleri için 300 oC'de % 40'lık bir kütle kaybını gösterirken, kenevir nanolifleri için 314 oC'de % 20'lik bir kütle kaybını göstermektedir. Hem PAN hem de kenevir nanoliflerin, ilk keskin düşüşten sonra yavaş yavaş kütle kaybının devam ettiği ve 800 oC'de neredeyse tamamen parçalandığı gözlenmiştir.