TARIMSAL UYGULAMALARDA KULLANILMASI AMACIYLA KOMPOSİT HİDROJEL MALZEMELERİN HAZIRLANMASI
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği (Dr), Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Tuba Erşen Dudu
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Nahit Aktaş
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sunulan tezde, dimetil akrilamit (DMAAm), maleik asit (MA) ve Nişastadan oluşan bir seri komposit hidrojel sentezlenmiştir. Metilenbisakrilamit çapraz bağlayıcı olarak kullanılmış ve bu komposit hidrojellerin tarımsal amaçlı kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sentez redoks polimerizasyon tekniği ile gerçekleştirilmiş ve sentezlenen komposit hidrojellerin yüzeyi asit ve baz ile modifiye edilmiştir. Kullanım amacına uygun olarak; saf su, kuyu suyu, musluk suyu, baraj suyu ve farklı pH değerlerinde şişme, Fourier Transform Infrared Spektrofotometre ve Termogravimetrik analiz cihazları kullanılarak yapısal karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Komposit hidrojel yapısına MA ve Nişastanın eklenmesi ile hidrojellerin denge şişme değerlerinin arttığı gözlenmiş ve en yüksek denge şişme değeri p(DMAAm-ko-MA-ko-Nişasta)/NaOH komposit hidrojeli için ölçülmüştür. Ayrıca sentezlenen komposit hidrojeller bitkiler için besin kaynağı olan üre ve sülfat iyonu absorpsiyonunda absorbent olarak kullanılmıştır. Absorpsiyon çalışmaları farklı üre ve sülfat iyonu konsantrasyonlarında, farklı pH değerlerinde ve farklı sıcaklık ortamlarında (oC) gerçekleştirilmiş ve komposit hidrojellerin absorpsiyon performansları araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre sentezlenen komposit hidrojellerin üre ve sülfat iyonu absorpsiyonu için iyi bir absorbent olacağı düşünülmüştür. Absorpsiyon çalışmaları tamamlandıktan sonra farklı pH değerlerinde, kuyu ve musluk suyu ortamlarında komposit hidrojellerin salım davranışları ve salım kinetikleri incelenmiştir. Farklı pH ve farklı su ortamlarında yapılan analizlerin sonuçları, tüm komposit hidrojellerin kümülatif iyon (üre ve sülfat iyonu için) salım miktarlarının % 10 ile % 100 arasında değiştiğini ve yavaş salımın gerçekleştiğini göstermiştir. Salım davranışları Sıfırıncı Derece Kinetik Model, Birinci Derece Kinetik Model, Higuchi Modeli, Korsemeyer-Peppas Modeli ile incelenmiştir. Salım kinetiğinin Korsemeyer-Peppas Modeline uyduğu sonucuna ulaşılmıştır. Çalışmanın son aşamasında ise üre ve sülfat iyonu yüklü komposit hidrojellerin tarımsal alanlarda kullanımının araştırılması amaçlanmıştır. Şişme, absorpsiyon ve salım deneyleri esas alınarak p(DMAAm-ko-MA-ko-Nişasta), p(DMAAm-ko-MA-ko-Nişasta)/HCl ve p(DMAAm-ko-MA-ko-Nişasta)/NaOH esaslı üç tür üre yüklü komposit hidrojelin kullanılmasına ve marul bitkisinin gelişimi üzerindeki etkilerinin incelenmesine karar verilmiştir. Deneme süresince bitki boyu, gövde çapı, yaprak sayısı, klorofil ve renk değerleri takip edilerek marul bitkisinin gelişimi üzerinde komposit hidrojellerin etkileri kontrol edilmiştir. Ayrıca denemenin son iki ayı bitkiye kuraklık stresi uygulanmış ve bitkinin verdiği tepkiler izlenmiştir. Deneme sonunda elde edilen veriler ve fotoğraflar sentezlenen komposit hidrojellerin toprak ve bitki yapısı için toksik olmadıklarını, toprak ve bitkilerin ihtiyacı olan nem ve gübreyi rahatlıkla yapılarında tutabildiklerini ve aynı zamanda kontrollü ve uzun sürede salabildiklerini göstermiştir.