Biyofilm oluşumunu azaltan antibakteriyel polimerlerin sentezi ve içi boş liflere uygulanması

Klasik su arıtma sistemleri sıkılaşan standartları sağlamakta yetersiz kalmaktadırlar. Bu sebeple, ileri arıtma proseslerine olan talep gün geçtikçe artmaktadır. Membran prosesleri en çok tercih edilen ileri arıtma prosesleridir. Bu prosesler içerisinde ultrafiltrasyon (UF) membranları yaygın kullanıma sahiptir. UF membranları çapraz-akışlı veya dik-akışlı olarak işletilebilmektedir. Dik-akışlı filtrasyon yöntemi daha az enerji kullandığı için avantajlıdır, ancak zamanla diğer yönteme göre hızlı tıkanması bu sistemin önündeki en büyük engellerdendir. Tıkanmaların en önemli sebeplerinden birisi ise su arıtımı ile filtrelenen mikroorganizmaların membran yüzeyinde oluşturduğu biyofilmlerdir. Genellikle su arıtma tesislerinde, membran yüzeyinde oluşan bu biyofilmleri uzaklaştırmak için membranlara zarar veren sodyum hipoklorit gibi kimyasallar ile periyodik ters(geri)-yıkamalar yapılmaktadır. Bu yıkamalarda ortaya çıkan halojenler bir miktar daha membran yüzeyinde tutulabilirse, yıkama sayıları azaltılabilir ve membran kullanım ömürleri uzatılabilir. Bu varsayım halojenleri depolayabilen N-halamin kimyası ile gerçekleştirilebilir. Böylece her yıkama işleminde membran yüzeyleri tekrar aktifleştirilmiş olup, farklı kimyasallar kullanılmadan antibakteriyel yüzeyler elde edilmiş olacaktır. Bu çalışmada, su uygulamalarında kullanılacak ultrafiltrasyon membranların biyobozunum dirençlerini arttırmak amacıyla, matris polimer ile ortak çözgende çözülebilen, yüksek klor depolama kapasitesine sahip, klor stabilitesi yüksek ve su ile malzemeden kolayca uzaklaşmayan polimerler sentezlenmiş ve sentezlenen polimerler membran üretiminde kullanılan polimer matrislere katılarak, düz ve içi boş lifler üretilmiştir. İçi boş lif üretimi için bir kuru-jet-yaş çekim hattı ve bir düze tasarlanmış ve üretilmiştir. Kurulan sistemde içi boş lifler başarıyla üretilmiş ve geçirgenlik testleri için modül formunda paketlenmiştir. Membranların üretiminde kullanılan polimerlerin üçlü faz diyagramları ile düz ve içi boş liflerin morfolojik ve yüzey özellikleri incelerenek sentezlenen antibakteriyel polimerlerin yapıya olan etkileri belirlenmiştir. Geçirgenlik testleri ve SEM analizleri yardımıyla membranların gözeneklilikleri hakkında bilgi edinilmiş, katkısız membrana göre membranın su akısı ve protein reddi değerlerindeki iyileşmeler ortaya konulmuştur. Ayrıca elde edilen düz membran geçirgenlik değerleri halihazırda ticari olarak kullanılan bir PVDF membran ile kıyaslanarak, elde edilen protein reddi değerlerinin ticari membrandan dahi yüksek olduğu görülmüştür. Yine benzer şekilde üretilen içi boş lifler ticari kataloglardaki akı değerlerine çok yakın su akısı değerleri göstermiştir. Son olarak üretilen membranların farklı test yöntemleriyle hızlı ve uzun süreli bir antibakteriyel etkinliğe sahip olduğu kanıtlanmıştır.