N-halamin katkılı polivinil klorür (PVC) micro / nano liflerinin geliştirilmesi ve antibakteriyel özelliğinin araştırılması

Abstract

Dünya üzerinde hala milyonlarca insan hastane virüsü ve bulaşıcı hastalıklar nedeniyle hayatını kaybetmektedir. Patojenlerin sebep olduğu hastalıkların ve bunun sonucunda meydana gelen ölümlerin azalması için özellikle antibakteriyel malzemelerin kullanılması bir zorunluluk niteliğindedir.Son yıllardaki istatistiklere göre, olefin grubundan sonra en çok tüketilen plastik %16 pay ile polivinil klorürdür (PVC). PVC malzemelere olan talep gittikçe artmaktadır. Şu anda dünyadaki yıllık tüketimi yaklaşık 44 milyon ton olan PVC'nin 2019 yılındaki tüketiminin yıllık 48 milyon ton civarında olacağı ve bu tüketimin sadece 19 milyon tonluk kısmının Çin'de olacağı öngörülmektedir. Özellikle gıda paketlenmesi gibi antibakteriyel özelliğin beklendiği birçok alanda PVC malzemeler tercih edilmektedir. Diğer kullanım alanları ise, tıbbi cihazların kaplamaları, hastane mobilya yüzeyleri, yer ve duvar kaplamaları vb. Bu yüzden PVC' nin antibakteriyel özelliğini geliştirmek amacıyla birçok çalışma yapılmıştır. Yüksek kararlılığa sahip olması, toksik yapıda olmaması, cildi tahriş etmemesi ve rejenere edilebilir olması bakımından N-halamin antibateriyel ajanları tercih edilmiştir. N-halaminlerden de 3 tane uç guruba sahip TTDD N-halamini seçilmiştir. Gelecekteki önemli üretim yöntemlerinden biri olması beklenen elektroçekim lif elde etme yöntemiyle çalışılarak literatürdeki boşluk doldurulmaya çalışılmıştır. Bu tez çalışmasında öncelikle TTDD N-halamin sentezlenmiştir. Daha sonra %30 hipoklorit içeren sulu çözelti içerisinde 1 saat işleme tabi tutulmuş ve ardından kurutulmuştur. %15 PVC içeren DMF/THF çözeltisinin içerisine istenilen oranda TTDD ilave edilerek PVC'nin %1, %3 ve %5 miktarlarında olacak şekilde TTDD içeren çözeltiden elektroçekim ile lifler çekilmiştir. Daha sonra bu oranlardaki liflerin her biri pH 5, pH 7 , pH 12,40 değerlerinde %30 hipoklorit çözeltisi içerisinde 6 saat muamele edilerek pH'a göre yüzde klor oranları tespit edilmiştir. Sonrasında elde edilen verilere göre her bir ağırlıkça %1, 3, 5 TTDD oranı için, pH 5 ve pH7'de yüzde klor miktarı %10, %20, %40 ve uygulama süresi 1, 6, 12 saat olacak şekilde 54 adet klor konsantrasyonu ölçülmüştür. Tüm bu ölçümler sonrası en uygun orandaki hipoklorit çözelti miktarı ve uygulama süresi saptanmış, bu sonuçlar neticesinde tekrar klorlama yapılarak bunların gram pozitif ve gram negatif bakterilere karşı olan antibakteriyel testleri ASTM E2149 standardına göre gerçekleştirilmiştir. Elde edilen liflerin ısıl özellikleri hakkında bilgi edinmek için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve termal kütle analizör (TGA) cihazlarında ilgili termogramlar elde edilmiştir. Liflerin morfolojik özellikleri ve çaplarına ait sonuçlar taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir.

Millions of people worldwide are losing their lives due to hospital viruses and infectious diseases. Using materials with antibacterial properties is very important to reduce the inconvenience and deaths caused by these pathogens. According to the latest statistics, the most consumed plastic after the olefin group is 16% with PVC. Global demand for PVC is increasing day by day. Currently, the consumption of PVC in the world, which is 44 million tons per year, is estimated to be around 48 million tons in 2019 and that only 19 million tons of this consumption will be consumed by China. PVC is used in many areas where the antibacterial property is expected, especially in food packaging, medical equipment coating, hospital furniture surfaces,etc.. Therefore, many studies have been done to improve the antibacterial properties of PVC. N-halamines are preferred for PVC in terms of having high stability, non-toxic, non-irritant for skin and regenerable.We choose TTDD as N-halamine of which has 3 chemical end group. And we choose electrospining method which expected to be one of the important production methods in the future. Then try to fill the gap in the literature.In our study, we first synthesized TTDD N-halamine, and then treated for 1 hour in 30% hypochlorite solution.After dried TTDD particules. The fibers were electrospinning from the solution containing TTDD in the amount of 1%, 3 %, 5 % of PVC by adding TTDD to the desired percentage of DMF/THF solution containing 15% PVC. Then, each of the fibers in these ratios, pH5, pH7, pH 12,40 in 30% hypochlorite solution for 6 hours by treating the rate of percent ph chlorine was determined. Then, taking into consideration the results, 54 values for each 1%, 3%, 5% TTDD ratio were measured, which solutions having the percentage of chlorine 10%, 20%, 40% and pH 5, pH 7 the number of hours of the application being 1, 6, 12 hours. After all these measurements, the best percentage of hypochlorite solution and application time were found. These samples antibacterial tests against gram-positive and gram-negative bacteria were made according to ASTM E2149 test method. Then, the corresponding graphs were obtained in DSC to get information about the thermal properties. And the surface properties and fiber diameter for each percentage were obtained by scanning electron microscopy (SEM).