ZnO parçacıklarının suda kimyasal sentezi ve PHBV matrisine ilavesi

Biyopolimerler petrol kaynaklarına bağımlı olmamaları ve çevre dostu yöntemlerle üretilmeleri nedeniyle geleneksel polimerlere önemli bir alternatif oluşturmaktadır. Polihidroksialkanoatlar (PHA) birçok bakteri tarafından doğal olarak sentezlenen biyobozunur ve biyo-uyumlu termoplastik polimerlerdir. PHAların yaygın olarak çalışılan bir çeşidi polihidroksibütirat-co-valerattır (PHBV). Tamamen biyo-bazlı ve biyobozunur bir polimer olması gibi avantajlarına karşın, yüksek kristalinite, işlenebilme aralığının dar olması ve kırılganlık gibi olumsuz özelliklere sahiptir. Bu özellikler ambalaj üretiminde kullanı konusunda dezavantaj oluşturmaktadır. Çeşitli nanoparçacıkların polimerlere eklenmesiyle polimer nanokompozitlerin üretilmesi, polimer özelliklerinin iyileştirilmesi konusunda yaygın kullanılan ve gelecek vaadeden bir yöntemdir. ZnO parçacıkları; yüksek hacim-alan oranı, yüksek kristalinite, iyi mekaniksel özellikler, düşük termal genleşme katsayısı, yüksek termal iletkenlik ve antimikrobiyal aktivite gibi özellikleri nedeniyle, polimer nanokompozitlerin üretiminde yaygın olarak tercih edilmektedirler. Bu çalışmada, farklı ZnO parçacık morfolojileri, suda kimyasal sentez yöntemiyle üretilmiştir. Reakstant konsantrasyonu, reaksiyon sıcaklığı ve reaktör hacmi gibi parametrelerin sentez reaksiyonu üzerine etkileri çalışılmıştır. Karboksimetil inülinin ZnO parçacıklarının morfolojileri üzerine etkileri incelenmiştir. Sonokimyasal sentez yönteminin suda kimyasal sentez yöntemiyle kombinasyonyla parçacık sentezi gerçekleştirilmiş ve parçacık dağılımı üzerine etkileri incelenmiştir. Düzgün parçacık dağılımı elde etmek için parçacıklara yüzey modifikasyonu uygulanmış, yüzeyi kaplanmış ve kaplanmamış olan parçacıklar mukayese edilmiştir. Parçacık dağılımı için ayrıca ultrasonik ayırma yöntemi çalışılmıştır. Farklı koşullarda üretilen ZnO parçacıkları yüzey alanı ölçümü, X-ışını difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier dönüşümlü infrared spektroskopi (FTIR) yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Farklı koşullarda sentezlenen ZnO parçacıkları PHBV matrisine eriyik harmanlama yöntemiyle, çift vidalı ekstruder kullanılarak ilave edilmiştir. Üretilen PHBV/ZnO nanokompozitleri yapısal, termal ve mekanik özellikleri bakımından karakterize edilmiştir. Yapısal analiz için SEM, XRD ve FTIR analizleri, termal özellikler için termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analizleri, mekanik özellikler için ise çekme testi uygulanmıştır. Farklı ZnO parçacıklarının PHBV özelliklerine olan etkileri incelenmiştir.