Filtre uygulamaları için Polyamid 6.6 esaslı nanolif yapılı membranların elektrospinning yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu

Yıl 2023, , 1321 - 1330, 06.01.2023

Abdullah Gül , İsmail Tiyek , Gökmen Zor , Nurullah Yazıcı

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1030740

Öz

Çevre kirlenmelerinin en büyük sebebinin özellikle sanayi tesislerinde, üretim ve diğer amaçlarla kullanıldığından kirlenmiş olan suyun doğrudan boşaltım yerlerinden atmosfere bırakılması ve yeterli filtreleme yapılmamasından kaynaklandığı günümüzde açıkça bilinmektedir.

Su arıtımı ve filtrasyon sistemlerinde büyük bir öneme sahip olan membranların sanayi ve teknolojideki gelişmelere paralel olarak gün geçtikçe artan bir öneme sahip olacağı aşikardır. Bundan dolayı günümüzde araştırmacılar filtrasyon sisteminde daha çok yenilikçi olan nanolif esaslı membran yapılarına odaklanmışlardır. Araştırmalarda filtre üretilmesi için birçok polimer kullanılmakta olup polyamid esaslı olanlar en çok kullanılanlardandır.

Bu makalede polyamid 6.6 polimerinden nanolif yapılı membran üretimi yapılmıştır. Yapılan çalışmada ilk olarak Polyamid-6.6 (PA66) polimeri 2-2-2 Trifloretilen (TFE) çözgen içerisinde ağırlıkça %5, %7 ve %10 oranlarında çözülerek üç farklı konsantrasyona sahip PA66 / TFE çözeltileri hazırlanmıştır. Elde edilen bu çözeltiler kullanılarak nanoliflerin üretimi için yapılan ön denemeler neticesinde araştırma kapsamında elektrospinning yöntemiyle membran üretimi için en uygun üretim parametreleri saptanmıştır. Saptanan bu parametreler esas alınarak farklı beş nanolif membran yüzeyi üretimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen nano yapıdaki lif, Polyamid-6.6 esaslı nano yapılı membran malzemelerin yapısal karakterizasyonu için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), morfolojik karakter testleri için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve termal karaterizasyonu için de Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) analizleri yerine getirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Elektrospinning, Membran, SEM, Nanolif, Polyamid-6.6

Destekleyen Kurum

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Proje Numarası

2019/1-21 D

Teşekkür

Yapılan bu çalışma, akıllı malzemeler alanında 100/2000 YÖK DOKTORA araştırmacı bursu ve Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimi tarafından 2019/1-21 D proje numarası ile desteklenmiştir.

Kaynakça

• [1] Kınık, Z., Aykaç, Z., , Atıksu Arıtma Tesislerinde Karşılaşılan Problemler ve Çözüm Önerileri, Türk Hidrolik Dergisi, 5(1), 59-65, 2021.
• [2] Wang X., Hsiao B.S., Electrospun Nanofiber Membranes, Vurrent Opinion in Chemical Engineering, 12(7), 62-81, 2016.
• [3] Thavasi V., Singh G., and Ramakrishna S., Elecrospun Nanofibers in Energy and Environmental Applications. Energy And Environmental Science, 1(4), 205-221, 2008.
• [4] Anonim, URL (Son erişim tarihi: 30.11.2021) https://www.fortunebusinessinsights.com/point-of-use-water-treatment-systems:102814).
• [5] Anonim, URL (Son erişim tarihi: 30.11.2021) https://www.dogaka.gov.tr/assets/upload/dosyalar/hatayfiltredza.pdf).
• [6] Jabur, A.R., Moosa, S.A., Fabrication of Electrospun Chitosan/Nylon 6 Nanofibrous Membrane toward Metal Ions Removal and Antibacterial Effect, Advances in Materials Science and Engineering, Article ID 5810216, 2016(2), 1-10, DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2016/5810216, 2016.
• [7] Weitao, Z., Jianxin, H., Shizhong, C., Preparation of Electrospun Silk Fibroin/Cellulose Acetate Blend Nanofibers and Their Aplication to Heavy Metal Ions Adsorption, Fiber and Polymers, 12, 431-437, 2011.
• [8] Homaeigohar, S., Elbahri, M., Nanocomposite Electrospun Nanofiber Membranes for Environmental Remediation. Metarials, 7(2), 1017-1045, 2014.
• [9] Giese G.M., Lee H.S., Freeman B.D., Mcgrath J.E., Paul D.R., Water Purification by Membranes: The Role of Polymer Science, Journal of Polymer Science, 48(1), 1685-1718. 2010.
• [10] Aslan M., Membran Teknolojileri, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, TUÇEV Türkiye Çevre Koruma Vakfı Yayınları, Yayıncı Sertifika No: 12342, ISBN: 978-605-9351-02-7. 39, 2016.
• [11] Mulder, M., Basic principles of membrane technology, Kluwer Academic Publishers, Second Edition, Dordrecht, 0-7923-4248-8, 1997.
• [12] Doğan, E., Polimer Esaslı Gaz Ayırma Membranlarının Hazırlanması. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2010.
• [13] Altun, İ., Tetrasiklin Hidroklorür Antibiyotik Yüklü e Kollojen Kanama Durdurucu Ajan İçeren Biyomalzeme Olarak Kitosan Doku İskelesinin Elektropinning Yöntemi ile Eldesi ve Yara İyileşmesi Üzerine Etkisinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş, 2015.
• [14] Üstündağ, G.C., Karaca, E., Polivinil Alkol)/Sodyum Alginat Karışımlarından Elektro Çekim Yöntemi İle Elde Edilen Nanolifli Yüzeylerin İncelenmesi, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 14, 1, Bursa, 2009.
• [15] Yazıcı, M., Önal, Ö., Konuş, O., Graphene Katkılı Sıvılaştırılmış Fındık Kabuğu / Polyvinyl pyrrolidone (PVP) Nanoyüzeylerin Elektrospinning Tekniği ile Elde Edilmesi ve Karakterizasyonu. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21(3), 184-194, 2018.
• [16] Göktepe F., Mülayim B.B., Elektrik Alan Lif Çekimi ile Nano Liflerden İplik Üretim Yöntemi, Journal of Textile and Engineer, 22(99), 51-60, 2015.
• [17] Seventekin, N., Kimyasal Lifler, Ege Üniversitesi, Tekstil ve Konfeksiyon Araştırma-Uygulama Merkezi Yayını, Bornova/İzmir, 2003.
• [18] Guerrini, L.M., Branciforti, M.C., Bretas, R.E.S., Electrospinning and Characterization of Polyamide-66 Nanofibers With Different Molecular Weights. Materials Research, 12(2), 181-190, 2009.
• [19] Cheval, N., Gindy, N., Flowkes, C., Polyamide-66 microspheres metallised with in situ synthesised gold nanoparticles for a catalytic application. Nanoscale Research Letters, 7: (182), DOI: https://doi.org/10.1186/1556-276X-7-182 2012.
• [20] Sengupta R., Bandyopadhyay A., Chaki T.K., Polyamide-6,6/ in Situ Silica Hybrid Nanocomposites by Sol-Gel Technique: Synthesis, Characterization and Properties. Polymer, 46: 3343–3354. DOI: 10.1016/j.polymer.2005.02.104, 2005.
• [21] Tunçel, K.Ş., Karbon Lif Üretimi Açısından Poliamid-66 (Naylon-66) Liflerinin Değerlendirilmesi ve Termal Stabilizasyon Aşamasının Yerine Getirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 2013.
• [22] Kayacı, F., Sen, H.S., Durgun, E., Uyar, T., Electrospun nylon 6,6 nanofibers functionalized with cyclodextrins for removal of toluene vapor, Journal of Applied Polymer Science, DOI: 10.1002/app.41941, 2015.
• [23] Guerrini, L.M., Branciforti, M.C., Bretas, R.E.S., Electrospinning and Characterization of Polyamide-66 Nanofibers With Different Molecular Weights. Materials Research, 12(2), 181-190, 2009.
• [24] Homaeigohar, S., Elbahri, M., Nanocomposite Electrospun Nanofiber Membranes for Environmental Remediation. Metarials, 7(2), 1017-1045, (2014).
• [25] Li Y., Huang Z., Lu, Y., Electrospinning of Nylon-6,66,1010 Terpolymer, European Polymer Journal 42 (2006) 1696–1704, 2006.