SEM analizleri

Nişasta-g-PAA’in her bir oranı için SEM mikrografları analizleri yapıldı ve hidrojellerin yüzeyleri hakkında bilgi elde edildi. SEM mikrografları aşağıda Şekil 4.4.’de verilmiştir. Burada Nişasta-g-PAA hidrojellerinin düzensiz gevşek ve kaba bir yüzey oluştuğu, bunun yanında birbirine bağlı gözenekli yapılar oluşturduğu görülmektedir. Nişastanın AA ile aşılandığını göstermektedir. Bunun yanında gözenekli ve düzensiz gevşek yüzey suyun polimerik ağa nüfuz etmesini kolaylaştırabilir. Gözenekler sayesinde hidrojellerin yüzey alanı artar ve suyun polimerlerin içine taşınarak hidrojellerin şişmesine ve suyun emilimi için üç boyutlu ağların oluşumunu sağladığını göstermektedir (Zhang ve ark., 2015).

25

i

A B C

Şekil 4.4. Farklı oranlarda akrilik asit içeren hidrojellerin taramalı elektron mikroskop görüntüleri. A.0,25 (a/a) akrilik asit/nişasta; B. 0,50 (a/a) akrilik asit/nişasta; C. 0,75 (a/a) akrilik asit/nişasta; D. 1,00 (a/a) akrilik asit/nişasta; E. 1,50 (a/a) akrilik asit/nişasta; F. Nişasta

27

i

BÖLÜM 5. GENEL SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Bu çalışmada doğal mısır nişastasının polisakkarit omurgası üzerine farklı oranlarda akrilik asit monomerleri ile serbest radikalik graft kopolimerizasyonu reaksiyonu gerçekleştirerek suda çözünmeyen, biyolojik olarak bozunabilir ve yüksek miktarda su absorblayabilen Nişasta-g-PAA hidrojelleri sentezlendi.

Nişasta-g-PAA hidrojellerinin, farklı oranlarda akrilik asit kullanılması ile her bir orandaki su absorbsiyonu kapasitesi üzerine araştırma yapıldı. AA/Nişasta oranına göre 0,25 ile 1,5 arası çalışıldı ve hidrojelin gramı başına su absorbsiyon kapasitesi ortalaması en az 12,67 g ile 344,87 g su arasında olduğu belirlendi. Akrilik asit oranı arttıkça su absorbsiyon kapasitesinin arttığı görüldü. Andrade (1976)’nın tanımına göre A/N oranı 0,5’den itibaren süper absorban hidrojel olarak adlandırılabilir.

Bu çalışmada çapraz bağlayıcı kullanılmadan su absorbsiyon miktarı yüksek graft kopolimerleri elde edildi.

Sentezlenen hidrojellerin her bir akrilik asit oranında FTIR spektrumları ve SEM görüntüleri incelendi. Mısır nişastası üzerine akrilik asitin başarıyla aşılandığı görüldü.

Bu çalışmada elde edilen hidrojeller gıda sektöründe su emici özeliği, yüzey temizleme özelliği, tarımda su tutma kapasitesi, tarım ilaçlarının kontrollü salımı, tohum çimlenmesi, kuraklığa karşı önlemler gibi birçok uygulama alanlarında kullanılabileceği ve bu konularda araştırma yapılabilineceği düşünülmektedir.

i

KAYNAKLAR

Al-Assaf, S., Phillips, G. O., Williams, P. A., Plessis, T. A. 2007. Application of ionizing radiations to produce new polysaccharides and proteins with enhanced functionality. Nucl Inst Meth Phys Res B 265:37-43.

Andrade, J. D. 1976. Hydrogels for Medical and Related Applications, ACS Symp. Series 31, American Chemical Society, Washington D. C., 1976, p. 1.

Aouada, F. A., de Moura, M. R., Mattoso, L. H. C. 2011. Biodegradable hydrogel as delivery vehicle for the controlled release of pesticide. In Pesticides-formulations, effects, fate. IntechOpen.

Apopei, D. F., Dinu, M. V., Dragan, E. S. 2012. Graft copolymerization of acrylonitrile onto potatoes starch by ceric ion.Digest journal of nanomaterials and biostructures,7(2):707-716.

Athawale, V. D., Rathi S. C. 1999. Graft polymerization: starch as a model substrate. J Macromol Sci Rev Macromol Chem Phys 39(3):445-480.

Athawale, V. D., Lele, V. 1998. Graft copolymerization onto starch. II. Grafting of acrylic acid and preparation of it's hydrogels. Carbohydrate Polymers, 35(1-2):21-27.

Athawale, V.D. Rathi, S.C. Lele, V. 1998. Europ. Polym. J. 34:159.

Athawale, V. D., Lele, V. 2001. Recent Trends in Hydrogels Based on Starchgraft-Acrylic Acid: A Review Starch-Stärke,53(1):7-13.

Bajpai, A.K., Shukla, S.K., Bhanu, S., Kankane, S. 2008. Responsive polymers in controlled drug delivery. Prog Polym Sci. 33:1088-1118.

Bhatia, J. K., Kaith, B. S., Kalia, S. 2013. Polysaccharide hydrogels: synthesis, characterization, and applications. In Polysaccharide Based Graft Copolymers (pp. 271-290). Springer, Berlin, Heidelberg.

Brockway, C.E., Moser, K.B. 1963. Grafting of poly(methyl methacrylate) to granular corn starch. J Polym Sci A. 1:1025.

Buwalda, S. J., Boere, K. W., Dijkstra, P. J., Feijen, J., Vermonden, T., & Hennink, W. E. (2014). Hydrogels in a historical perspective: From simple networks to smart materials. Journal of controlled release, 190, 254-273.

29

Chan, A. W., Whitney, R. A., & Neufeld, R. J. (2009). Semisynthesis of a controlled stimuli-responsive alginate hydrogel. Biomacromolecules, 10(3), 609-616. Chen, L.G., Liu, Z.L., Zhuo, R. X. 2005. Synthesis and properties of degradable

hydrogels of konjac glucomannan grafted acrylic acid for colon-specific drug delivery. Polymer 46:6274-6281.

Chiu, Chung-wai, Daniel Solarek. 2009. Modification of starches.Starch. Academic Press,. 629-655.

Dragan, E. S., Apopei, D. F. 2011. Synthesis and swelling behavior of pH-sensitive semi-interpenetrating polymer network composite hydrogels based on native and modified potatoes starch as potential sorbent for cationic dyes. Chemical Engineering Journal. 178:252-263.

Eiselt, P., Lee, K.Y., Mooney D.J. 1999. Rigidity of two-component hydrogels prepared from alginate and poly(ethylene glycol)-diamines. Macromolecules 32:5561-5566.

El-Mohdy, H. A., Hegazy, E. S. A., Abd El-Rehim, H. A. 2006. Characterization of starch/acrylic acid super-absorbent hydrogels prepared by ionizing radiation. Journal of Macromolecular Science, Part A. 43(7), 1051-1063.

Fanta, G. F., Babcock, G. E., Burr, R. C. 1969. Copolymers of starch and polyacrylonitrile: The soluble fraction. J. Polym. Sci. Pol. Chem. 7: 980-982. Funami, T., Hiroe M., Noda S., Asai I., Ikeda S., Nishimari K. 2007. Influence of

molecular structure imaged with atomic force microscopy on the rheological behavior of carrageenan aqueous systems in the presence or absence of cations Food Hydrocolloids. 21:617-629.

Galema, S. A. 1997. Microwave chemistry. Chemical Society Reviews. 26(3):233-238.

Giannouli, P., Morris, E. R. 2003. Cryogelation of xanthan. Food Hydrocolloids. 17:495-501.

Gugliemelli, L. A., Weaver, M. O., Russell, C. R., Rist, C. E. 1969. Base-hydrolyzed starch-polyacrylonitrile (S-PAN) graft copolymer. Journal of Applied Polymer Science, 13(9):2007-2017.

Hebeish, A., El Alfy, E., Bayazeed, A. 1988 Synthesis of vinyl polymer-starch composites to serve as size base materials. Starch-Staerke 40:191-196.

Ismail, H., Irani, M., Ahmad, Z. 2013. Starch-based hydrogels: present status and applications. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. 62(7), 411-420.

Jayakumar, R., Prabaharan M., Kumar P. T. S., Nair S.V., Tamura H. 2011. Biomaterials based on chitin and chitosan in wound dressing applications. Biotech Adv 29:322-3376.

Jyothi, A. N., Carvalho, A. J. 2013. Starch-g-copolymers: synthesis, properties and applications. In Polysaccharide based graft copolymers (pp. 59-109). Springer, Berlin, Heidelberg.

Kabiri, K., Omidian, H., Zohuriaan-Mehr, M. J., Doroudiani, S. 2011. Superabsorbent hydrogel composites and nanocomposites: a review. Polymer Composites, 32(2), 277-289.

Kaith, B. S., Kumar, K. 2007. In vacuum preparation of psy-cl-poly (AAm) superabsorbent and its applications in oil-industry.e-Polymers, 7(1).

Kaith, B. S., Kumar, K. 2008. In vacuum synthesis of psyllium and acrylic acid based hydrogels for selective water absorbtion from different oil–water emulsions.Desalination, 229(1-3):331-341.

Kalia, S., Sabaa, M. W., Kango, S. 2013. Polymer grafting: A versatile means to modify the polysaccharides. In Polysaccharide based graft copolymers (pp. 1-14). Springer, Berlin, Heidelberg.

Khalil, M. I., Mostafa, K. M., Hebeish, A. 1990. Synthesis of Poly (Methacrylic Acid) Starch Graft Copolymers Using Mn-IV-Acid System. Starch-Stärke,42(3):107-111.

Kiatkamjornwong, S., Thakeow, P., Sonsuk, M. 2001. Chemical modification of cassava starch for degradable polyethylene sheets. Polym Degrad Stab 73:363-375.

Kiran, K., Kaith, B. S. 2010. Psyllium and acrylic acid based polymeric net-works synthesized under the influence of γ-radiations for sustained release of fungicide. Fibres Polym 11:147-152.

Krejci, L., Harrison, R., Wichterle, O. 1970. Hydroxyethyl methacrylate capillary strip: Animal trials with a new glaucoma drainage device. Archives of Ophthalmology. 84(1):76-82.

Kopeček, J. 2009. Hydrogels: from soft contact lenses and implants to self-assembled nanomaterials, J. Polym. Sci. A Polym. Chem. 47:5929-5946. Kumar, K., Kaith, B. S., Jindal, R., Mittal, H. 2012. Gamma-radiation initiated

synthesis of psyllium and acrylic acid based polymeric networks for selective absorbtion of water from different oilwater emulsions. J. Appl. Polym. Sci 124:4969-4977.

Maiti, S., Ranjit, S., Sa, B. 2010 Polysaccharide-based graft copolymers in controlled drug delivery. Int J Pharm Tech Res 2(2):1350-1358.

Meshram, M. W. Patil, V. V. Mhaske, S. T. Thorat, B. N. 2009. Graft copolymers of starch and its application in textiles, Carbohyd. Polym. 75:71-78.

31

Mostafa, K. M., Samarkandy, A. R., El-Sanabary, A. A. 2010. Synthesis and characterization of (poly (N-vinyl formamide)-pregelled starch-graft copolymer. Journal of Polymer research, 17(6):789-800.

Pongjanyakul T., Puttipipatkhachorn S. 2007. Xanthan–alginate composite gel beads: molecular interaction and in vitro characterization. Int J Pharm 331:61-71. Qiu, Y., Park, K. 2001. Environment-sensitive hydrogels for drug delivery.

Advanced drug delivery reviews, 53(3):321-339.

Ramesh, M., Mitchell, J. R., Jumel, K., Harding, S. E. 1999. Amylose content of rice starch. Starch-Stärke, 51(8-9):311-313.

Ring, W., Mita, I., Jenkins, A. D., Bikales, N. M. 1985. Source-based nomenclature for copolymers (Recommendations 1985). Pure Appl Chem 57:1427-14406. Roorda, W. E. Bodde, H. E., De Boer, A. G. Junginger, H. E. 1986. Synthetic

hydrogels as drug delivery systems, Pharm. Weekbl. Sci. Ed. 8:165-189. Roy, A., Bajpai, J., Bajpai, A. K. 2009. Dynamics of controlled release of

chlorpyrifos from swelling and eroding biopolymeric microspheres of calcium alginate and starch. CarbohydrPolym. 76:222-231.

Sajilata, M., Singhal, R. S., Kulkarni, P. R. 2006. Compr. Rev. Food. Sci. F., 5, 1. Saboktakin, M.R., Maharramov, A., Ramazanov, M.A. 2009. pH-sensitive starch

hydrogels via free radical graft copolymerization, synthesis and properties, Carbohyd. Polym. 77:634-638.

Sankar, K., Rajendran V., 2013. Polymerization of ethyl methacrylate under the influence of ultrasound assisted a new multi-site phase-transfer catalyst system – a kinetic study, Ultrason. Sonochem. 20:329-337.

Singh, B., Sharma, D.K., Kumar, R., Gupta, A. 2009. Controlled release of the fungicide thiram from starch–alginate–clay based formulation. Appl Clay Sci 45:76-8220.

Singh, V. Tiwari, A. Sanghi, R. 2005. J. Appl. Polym. Sci. 98:1652.

Slaughter, B. V., Khurshid, S.S., Fisher, O. Z., Khademhosseini A., Peppas N. A. 2009. Hydrogels in regenerative medicine. Adv Mater 21:3307-3329.

Sorber, J., Steiner, G., Schulz, V., Guenther, M.; Gerlach, G., Salzer, R., Arndt, K. 2008. F. Anal. Chem. 80, 2957.

Stannett V. 1981. Grafting. Radiat Phys Chem 18:215-222.

Taghizadeh M. T., Mafakhery S. 2001 Kinetics and mechanism of graft polymerization of acrylonitrile onto starch initiated with potassium persulfate. J Sci I R Iran 12(4):333-338.

Tomasik, P., Schilling, C. H. 2004. Adv. carbohydr. chem. biochem. Academic Press, 59:175-403.

Ullah, F., Othman, M. B. H., Javed, F., Ahmad, Z., Akil, H. M. 2015. Classification, processing and application of hydrogels: A review. Materials Science and Engineering: C, 57:414-433.

Wichterle O., Lim D. 1960 Hydrophilic gels for biological use. Nature 185:117-118. Willett, J. L. 2009. Starch in polymer compositions.Starch. Academic Press.

715-743.

Zhang, Y. N., Cui, J. Y., Xu, S. A. 2015. Effects of chain structures of corn starches on starch-based superabsorbent polymers.Starch-Stärke,67(11-12):949-957. Zohuriaan-Mehr, M. J., Kabiri, K. 2008. Superabsorbent polymer materials: a

33

i

EKLER

35

37

39

i

ÖZGEÇMİŞ

Zekeriya KARABULUT, 21.05.1979’da Erzurum’da doğdu. 1996 yılında İzmit Derince Lisesi’nden mezun oldu. 1997 yılında başladığı Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen – Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü’nü 2001 yılında bitirdi. 2003 yılında İnönü Üniversitesi Kimya Öğretmenliği tezsiz yüksek lisans bölümünü bitirdi. 2007 yılında Ankara Gıda Kontrol Laboratuvarında çalışmaya başladı. 2015 yılından itibaren de Tarımsal Araştırmalar Genel Müdürlüğüne bağlı Sakarya Mısır Araştırma Enstitüsünde çalışmaktadır. Kendisi evli ve bir çocuk babasıdır.