Antibakteriyel fonksiyonel poli(etilen tereftalat) liflerinin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

PET, üstün mekanik özellikleri, kararlı yapısı ve düşük maliyeti nedeniyle birçok alanda kullanılan önemli bir polimerdir. Bununla birlikte PET liflerin yüzeyinde foksiyonel grupların bulunmaması ve antimikrobiyal özelliklerinin olmaması PET liflerinin kullanım alanını sınırlamaktadır. PET liflerin yüzey özelliklerini değiştirerek liflere antibakteriyel özellik kazandırmak için yapılan çalışmalar endüstriyel açıdan önem kazanmıştır. Bu çalışmanın ilk kısmında PET liflerin yüzey özelliklerini değiştirmek amacıyla metakrilik asit (MAA) monomeri PET liflerin yüzeyine aşılanmıştır. Aşılama işlemi sulu ortamda benzoil peroksit (Bz2O2) başlatıcısı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aşılamayı kolaylaştırmak amacıyla PET lifler polimerizasyon öncesinde dikloroetan (DCE) içerisinde 90 °C'de 2 saat süreyle şişirilmiştir. Elde edilen PET-g-MAA liflerinin karakterizasyonu taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile yapılmıştır. Daha sonra MAA aşılanmış PET liflerin yüzeyine gümüş iyonları adsorbe edilmiş ve yüzeye adsorbe edilen gümüş iyonları UV ışığı ile gümüş nanoparçacıklara indirgenmiştir. Yüzeyi AgNPs'lerle kaplı PET-g-MAA lifleri taramalı elektron mikroskopu (SEM), X-Işını Floresans Spektometresi (XFR) ve termogravimetrik analizi (TGA) ile karakterize edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise AgNPs'lerle kaplanmış PET-g-MAA liflerinin antibakteriyel ve sitotoksik özellikleri yapılan testlerle incelenmiştir. Yüzeyi AgNPs'lerle kaplanmış PET-g-MAA liflerinin antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi için Staphylococcus aureus ve Escherichia coli bakterileri kullanılarak disk difüzyon testi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre liflerin her iki bakteri türü üzerinde de antibakteriyel etkiye sahip olduğu görülmüştür. En iyi antibakteriyel özellik gösteren grup sitotoksisite testi için seçilmiştir. Liflerin sitotoksisitesi MTT testi ile belirlenmiş ve sentezlenen liflerin L929 fibroblast hücreleri üzerinde sitotoksik etkiye sahip olmadığı görülmüştür.

Polyethylene terephthalate (PET) is an important polymer used in many fields due to its superior mechanical properties, stable structure and low cost. However, the lack of functional groups on the surface of PET fibers and the lack of antimicrobial properties limit the usage area of PET fibers. The studies carried out to change the surface properties of PET fibers and to add antibacterial properties to the fibers have acquired industrial importance. In the first part of this study, methacrylic acid (MAA) monomer was grafted on the surface of PET fibers in order to change the surface properties of PET fibers. Grafting was carried out using benzoyl peroxide (Bz2O2) initiator in aqueous medium. For the purpose of expediting grafting, PET fibers were swelled up in dichloroethane (DCE) for 2 h at 90 °C before polymerization process. The characterization of the PET-g-MAA fibers obtained was done by scanning electron microscopy (SEM) and fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Then, silver ions were adsorbed onto the surface of the MAA grafted PET fibers and the silver ions adsorbed onto the surface were reduced to silver nanoparticles by UV light. PET-g-MAA fibers, whose surface were covered with AgNPs, have been characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-Ray Fluorescence Spectrometer (XFR) and thermogravimetric analysis (TGA). In the second part of the study, the antibacterial and cytotoxic properties of PET-g-MAA fibers coated with AgNPs were examined by tests. Disc diffusion test was performed using Staphylococcus aureus and Escherichia coli bacteria in order to investigate the antibacterial properties of PET-g-MAA fibers coated with AgNPs. According to the results obtained, it was seen that the fibers have an antibacterial effect on both types of bacteria. The group with the best antibacterial properties was selected for the cytotoxicity test. The cytotoxicity of the fibers was determined by the MTT test and it was found that the synthesized fibers did not have a cytotoxic effect on L929 fibroblast cells.