Ambalaj sektöründe kullanılmak üzere nanokompozit geliştirilmesi

Abstract

Anyonik killer sınıfından olan çift tabakalı hidroksitlerin (LDH) metal tabakaları pozitif yüklüdür ve yük dengesi ara katmanlardaki değişebilen anyonlar tarafından sağlanır. Genellikle çift tabakalı hidroksitlerin kimyasal kompozisyonu [MII1-xMIII x(OH)2]x+(An-)x/n.yH2O formülü ile ifade edilir. Buradaki MII and MIII sırasıyla iki ve üç değerli metal katyonlarını ve An- ara katmanlar arasındaki anyonları ifade eder.Bu çalışmada Mg-Al- LDH ve dodesil sülfat iyonları ile modifiye edilen Mg-Al- LDH, Mg/Al oranı 2 ve 3 olarak birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenmiştir. Daha sonra polilaktik asit (PLA)/ anyonik killerden çözelti dökme yöntemi ile nanokompozitler hazırlanmıştır.Hazırlanan nanaokompozitlerin karakterizasyonunda temas açı ölçümleri, yüzey enerji hesaplamaları, FTIR spektroskopi, X-ışınımı kırınımı (XRD), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) kullanılarak incelenmiştir. PLA ve nanokompozitlerin oksijen gazı ve su buharı bariyer özellikleri ölçülmüştür.Elde edilen bu veriler PLA/SDS-Mg-Al LDH (3:1) %5 nanokompoziti kil ve matrik uyumundan dolayı maksimum oksijen bariyer özelliği vermiştir. PLA'nın yapısına kil ilavesi ile polimerin oksijen bariyer özelliği %23.5 artmıştır.Anahtar Kelimeler: Çift katmanlı hidroksitler, Hidrotalsit, sodyum dodesil sülfat, Poli (laktik asit), Nanokompozit, Gıda ambalajları

Layered double hydroxides (LDH) are a class of anionic clays where the metal layers are positively charged and the charge balance is provided by the interlayer exchangeable anions. The chemical composition of LDHs is generally expressed with the [MII1-xMIII x(OH)2]x+(An-)x/n.yH2O formula where MII and MIII represent divalent and trivalent metal cations, respectively, and An- represents the interlayer anion.In this study, Mg-Al- LDH and Mg-Al LDH of modified with dodecyl sulfate (DS) ions were synthesized with Mg/Al ratio of 2 and 3 by co-precipitation method. Then, polylactide (PLA)/ anionic clays, nanocomposities were prepared by solution casting technique.The characterization of nanocomposites prepared were investigated by using contact angle measurements, surface energy calculations, FTIR spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM). Oxygen gas and water vapor barrier properties of PLA and nanocomposites were measured.It is obtained that PLA/SDS-Mg-Al LDH (3:1) %5 nanocomposite gave the maximum oxygen barrier property result due to the compatibility of clay and polymer matrix. The clay content in PLA polymer enhanced the oxygen barrier property up to %23.5.Key Words: Layered double hydroxide, Hydrotalcite, Sodium dodecyl sulfate, Poly(lactic acid), Nanocomposite, Food packaging