Preparation, Characterization And Efficiency Determination Of Easy-to-clean And Antibacterial Polymeric Coatings

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013Bu çalışmada, çeşitli formülasyonlar kullanılarak sol-jel yöntemiyle cam yüzeyler için hem kolay temizlenebilen hem de anti-bakteriyel etkiye sahip çok fonksiyonlu polimerik kaplamalar hazırlanmıştır. Hazırlanan kaplamanın su sevmez (hidrofobik) ve yağ sevmez (oleofobik) özelliğini flor gruplarının katkısıyla geliştirebilmek için, farklı oranlarda florosilan içeren iki ticari florosilan bileşiği de kullanılmıştır. Ayrıca florosilan içermeyen ve çeşitli mol oranlarında TEOS:MTES (1:1, 1.5:1 ve 1:1.5) içeren kaplamalar da hazırlanmış ve anti-bakteriyel özellik sağlamak için ZnO nano tanecik süspansiyonu tüm formülasyonlarda kullanılmıştır. Kaplamanın yüzeye uygulanması döndürmeli kaplama yöntemiyle yapılmıştır. En uygun kürlenme sıcaklığının belirlenebilmesi için, kaplanmış cam yüzeyler çeşitli sıcaklıklarda (60°C, 80°C, 100°C, 120°C) farklı sürelerde (15, 30, 45, 60 dakika) kürlendirilmiş ve bu kürlenme koşulları tüm kaplama formülasyonları için uygulanmıştır. Toplamda 80 adet numune elde edilmiş ve bu numunelerin test sonuçları değerlendirilerek, 80°C sıcaklık ve 30 dakikalık kürlenme süresinin en uygun kürlenme koşulu olduğu anlaşılmıştır. Kaplamanın su ve yağ sevmez özellikleri temas açısı ölçümleri ile değerlendirilmiş ve 1:1 mol oranında TEOS:MTES ve florosilan içeriği yüksek olan florosilan türü ile hazırlanmış kaplamanın en iyi performansa sahip olduğu bulunmuştur. En iyi performansa sahip kaplama ile kaplanmış cam örneklerin anti-bakteriyel etkinlikleri, gram negatif E.coli ve gram pozitif S.aureus bakterileri sayısındaki logaritmik azalma değerinin hesaplanması ile bulunmuş ve bu çalışma kapsamında hazırlanan kolay temizlenebilen kaplamanın aynı zamanda anti-bakteriyel etkinliğe de sahip olduğu sonucuna ulaşılmıştır.In this study, several multifunctional polymeric coating formulations that exhibit both easy-to-cleanability and antibacterial effect, were prepared for glass surfaces via sol-gel method. Two different types of commercial fluorosilane compounds that comprise different proportion of fluorosilane were used for improving the hydrophobic and oleophobic features of the coatings. Additionally, the coatings that are nonfluorinated and contain several mol ratios of TEOS:MTES (1:1, 1.5:1, 1:1.5) were prepared and ZnO nanoparticle suspension was used in all formulation to provide antibacterial effect. Coating application onto the surfaces was conducted via spin coating method. Coated glass surfaces were cured at various temperatures (60°C, 80°C, 100°C, 120°C) for different durations (15, 30, 45, 60 minutes) in order to determine the optimum curing temperature and these curing conditions were applied for all coating formulations. Eighty samples were obtained and after evaluating the test results, a temperature of 80°C and the duration of 30 minutes were preferred as the optimum curing conditions. Hydrophobic and oleophobic features of the coatings were evaluated by means of contact angle measurements and it was found that, the coating prepared with a 1:1 mol ratio of TEOS:MTES and fluorosilane compound that is rich in fluorosilane, exhibited the best performance. Antibacterial efficiency of the glass samples, that were coated with the best performance coating, were also determined via the calculation of the bacterial log reduction values of the gram negative E.coli and gram positive S.aureus bacteria. Consequently, it was obtained that this easy-to-clean coating prepared within this study can also exhibit antibacterial effect.Yüksek LisansM.Sc