Polivinil alkol-polietilenimin (PVA-PEI) kompozit nanoliflerin elektrospinleme yöntemi ile üretimi, karakterizasyonu ve çeşitli kullanım alanlarına uygulanması

Abstract

Bu çalışmada, viskozitesi yüksek olan polietileniminden (PEI) elektrospinleme yöntemiyle nanofiber üretilmesi amaçlanmış ve grafen oksit (GO) katkısının üretilen nanofiber yapıya etkisi incelenmiştir.PEI, nanofiber oluşturma özelliğini arttırmak için polivinil alkol (PVA) ile çözelti haline getirilerek kullanılmıştır. Elektrospinleme işlemine uygun PEI/PVA oranı %10 olarak belirlenerek hazırlanan PVA-PEI çözeltisinden, elektrospinleme yöntemiyle nanofiber yapı üretilmiştir. Ardından PVA-PEI nanofiber yapısının kullanım alanı uygulaması yapılmıştır. PVA-PEI nanofiber yapısına farklı nitelikler kazandırmak ve polimer esaslı nanofiber yapı çeşitliliğine katkıda bulunmak için GO katkısı yapılmıştır. Optimum PVA-PEI-GO oranı 100:10:5 olacak şekilde belirlenerek hazırlanan PVA-PEI-GO çözeltisinden elektrospinleme yöntemiyle nanofiber üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen PVA, PVA-PEI ve PVA-PEI-GO nanofiber yapılarının termal karakterizasyonu termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ile, yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobuyla (SEM), yapısal karakterizasyonu Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spektrometresi analizleri ile yapılmış ve birbirleriyle kıyaslanmıştır. Çalışmanın sonunda, PVA'ya PEI katkısıyla birlikte nanofiberlerin yapısında dallanmanın, çapraz bağlanma yoğunluğunun ve çapların arttığı fakat termal kararlılığın azaldığı görülmüştür. PVA-PEI nanofiber yapısına GO katkısının ise dallanma ve çapraz bağlanma yoğunluğunun daha fazla arttırarak, nanofiber çaplarını küçülttüğü ve termal kararlılığı arttırdığı görülmüştür.

In this study, producing nanofibers from polyethyleneimine (PEI), which has high viscosity, was aimed by using the electrospinning technique and the effect of graphene oxide (GO) on the produced nanofibers was investigated. PEI was used with polyvinyl alcohol (PVA) in a solution to increase the capability of producing nanofibers. The suitable PEI/PVA rate was decided as %10 and nanofibers were produced from this prepared PVA-PEI solution by using the electrospinning technique. Subsequently, this PVA-PEI nanofiber structure was tested in an area of utilization. GO was used to add new properties of PVA-PEI nanofiber structure and make contribution to variety of polymer based nanofiber structures. Optimal PVA-PEI-GO rate was decided as 100:10:5 and nanofibers were produced from this prepared PVA-PEI-GO solution by using the electrospinning technique.The thermal properties of produced nanofibers PVA, PVA-PEI an PVA-PEI-GO was characterized by TGA and DSC. The surface structures of the nanofibers were characterized by SEM and the chemical structures of them were characterized by FT-IR. Also, the results were compared with each other.As a result, adding PEI to PVA increased the branching, cross-link density and diameter of nanofibers but decreased the thermal stability. Adding GO to PVA-PEI nanofiber structure increased the branching, cross-link density and thermal stability of nanofibers more but decreased the diameter of nanofibers.