Polietilen, nişasta ve polilaktik asit polimer karışımlarından çevreci kompozit gıda filmlerinin geliştirilmesi

Dünya genelinde petrol türevi plastik üretimi her yıl düzenli olarak yıllık 400 milyon tonu aşmış durumdadır. Üretilen plastiklerin çoğunun geri dönüştürülememesi atıklarının birikmesine ve çevre kirliliğinin artmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle çevre dostu bir bakış açısıyla biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin üretimi ve kullanımı önem kazanmaktadır. Ancak biyobozunur polimerlerin üretim miktarlarındaki düşüklük, maliyetlerindeki yükseklik ve mekanik özelliklerindeki zayıflıklardan dolayı petrol kaynaklı sentetik polimerleri tam olarak ikame edememektedir. Biyobozunur polimerlere tam geçiş sağlanıncaya kadar petrol türevi ile doğal polimerlerin belirli oranlarda karıştırılması ile üretilen malzemelerin kullanımı günümüzde daha uygulanabilir görülmektedir ve bu alandaki araştırmalar ön plana çıkmaktadır. Yapılan çalışmalarla ambalaj sektöründe ambalaj malzemesi olarak kompozit biyobozunur içeriklerin kullanılması yenilenebilir kaynaklardan yeni ambalaj materyali hazırlanmasında ve geliştirilmesinde teşvik edilmektedir. Biyobazlı polimerler olarak bitkisel bazlı polimerlerden, polisakkaritler (nişasta, selüloz, kitosan gibi), proteinler (zein, jelatin gibi) ve yağlar ile doğal kaynaklardan üretilen PLA, PHA ve reçineler kullanılabilmektedir. Bu tez çalışmasında petrol türevi bir polimer olan alçak yoğunluklu polietilen (AYPE) ile biyobozunur polimer olan polilaktik asit (PLA) ve termoplastik nişasta (TPN) karışımlarından üretilen filmlerin çevreci ve biyobozunurluğu özelliği artırılmış gıda ambalaj filmi olarak kullanım olanaklarının araştırılması amaçlanmıştır. Üretilen filmlerde mekanik, optik, bariyer, suya karşı davranış, migrasyon, yapı ve termal analizleri yapılmıştır. Filmlerin kalınlıkları 0,06-1,07 mm arasında, mekanik özelliklerinden kopma kuvveti (KK) 6,29-13,96 MPa arasında, kopma uzaması (KU) %2,4-610,6 arasında, patlama kuvveti (PK) 4,0-46,4 N arasında, patlama uzaması (PU) 1,2-12,4 mm arasında bulunmuştur. Bariyer özelliklerinden su buharı geçirgenliği (SBG) 0,05-0,15 g/m2.h.kPa arasında tespit edilmiştir. Optik özelliklerinden renk farkı (ΔE) 0,70-29,67 arasında tespit edilmiştir. Gıda ile temas uygunluk yönünden ise migrasyon analizleri sonucunda GB-A 2,6-41,8 mg/dm², GB-B 1,6-57,4 mg/dm², GB-D21 LOD-27,8 mg/dm² ve GB-D22 LOD-31,20 mg/dm² arasında bulunmuştur. Filmlerin suya karşı davranış analizlerinden suda çözünürlük (SÇ) değerleri ise %0-3,41 arasında, nem değeri %0-7,99 arasında, su tutma kapasitesi (STK) değerleri ise %0-7,06 aralığında bulunmuştur. DSC ile yapılan termal analizler ve FTIR ile yapılan yapı tayini analizleri yönünden bileşimde yer alan her bir polimerin karakteristik özellikleri filmlerde de tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Plastik, Polietilen, Polilaktik Asit, Nişasta, Biyobozunur, Gıda Ambalajı.