POLİETİLEN NANOKOMPOZİTLERDE NANO TABAKALI BOR NİTRÜR (BNNS) TAKVİYESİNİN BİYOBOZUNURLUĞA ETKİSİ

Abstract

Polietilen (PE) kısmi termoplastik bir malzemedir. Hekzagonal bor nitrür (hBN) grafite benzer tabakalı bir yapıdadır, süper katı yağlayıcı, UV ışın yayıcı veya kompozitlerde ısıl iletkenlik artırıcı ajan olarak kullanılabilir. hBN’ün mikro boyutlu tanelerinin kimyasal eksflasyonu ile elde edilen, üstün mekanik ve ısıl özelliklere sahip nano tabakalı bor nitrür (BNNS), polimerlerin ısıl, bariyer ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için dolgu maddesi olarak kullanımı literatürde yerini almıştır. Alçak yoğunluklu polietilen (AYPE)-BNNS içeren kompozit filmlerin biyobozunurlukları ile ilgili bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu çalışmada, daha önce ekstrüzyon yöntemi ile hazırlanmış ve karakterizasyon testleri yapılmış olan BNNS içeren AYPE nanokompozit filmlerin biyobozunurluk özelliklerinin belirlenmesi incelenmiştir. Biyobozunurluk analizleri ASTM D 5988-03 (Standard Test Method for Determining Aerobic Biodegradation in Soil of Plastic Materials After Composting)’e göre 2- 99 gün aralığında gerçekleştirilmiştir. 100 g toprak ve 0,2 g örnek içeren biyometre erlenlerine nem oranı % 65 olarak ayarlanmıştır. Biyobozunurluğun gerçekleşmesi için toprakta di amonyum hidrojen fosfat ((NH4)2HPO4) kullanılarak C:N ayarlaması 15:1 oranında yapılmıştır. Titrasyon yöntemi ile analiz yapılarak bozunma sonucu oluşan CO2 miktarı hesaplanmıştır. Biyobozunurluk analizleri ile bulunan CO2 miktarının / elementel analiz sonucu bulunan teorik CO2 miktarına oranı yüzde (%) biyobozunurluk belirlenmiştir. %1 BNNS içeren numunenin biyobozunurluğunun BNNS içermeyen numuneye göre %0,83, negatif numune olan endüstriyel sera naylonuna göre %0,99 daha az olduğu belirlenmiştir. AYPE ve hBN’nin XRD pik şiddetlerinde biyobozunurluk alanizi sonrasında polimer yapısındaki değişimden kaynaklı olarak azalma tespit edilmiştir. FTIR sonuçları da biyolojik bozunmadan kaynaklanan OH grupları içeren oksitlenmiş parçalardan dolayı yeni dalga boylarında bant oluşumlarını göstermektedir. hBN ilavesinin bariyer, ısıl ve mekanik özelliklerini iyileştirdiği için polimer yapısını mikroorganizmalara karşı daha dayanıklı hale getirdiği ve kullanım ömrünü artırdığı belirlenmiştir.