MEYVE KABUĞU KATKILARIYLA GÜÇLENDİRİLMİŞ YEŞİL KİTOSAN/PEG/PVA AMBALAJ FİLMLERİ

Creative Commons License

Yılmaz F., Topaloğlu Yazıcı D., Doğu A. H., Savaş A., Yeşil İ., Taşkın S.

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi mühendislik ve mimarlık fakültesi dergisi (online), cilt.34, sa.2, ss.2251-2265, 2026 (TRDizin)

Özet

Malzemelerin oksijen, nem, ışık ve mikroorganizmalar gibi çevresel etkenlere karşı korunması; ürün kalitesinin muhafaza edilmesi ve raf ömrünün uzatılması amacıyla gerçekleştirilen işleme ambalajlama denir. Günümüzde ambalajlamada yaygın olarak kullanılan petrol kökenli plastikler biyobozunur değildir ve doğada uzun süre bozunmadan kalabilmektedir. Bu durum, çevre dostu ve sürdürülebilir ambalaj malzemelerine olan gereksinimi ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, birçok biyobozunur ambalaj malzemesi düşük mekanik dayanım göstermekte olup, bu durum bu malzemelerin koruyucu ambalaj uygulamalarındaki kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada, kitosan, polietilen glikol (PEG) ve polivinil alkol (PVA) biyopolimerleri ile yerli alıç (Crataegus spp.) ve nar (Punica granatum L.) kullanılarak, yeterli mekanik dayanım ve antibakteriyel özellik gösterebilen potansiyel biyoambalajların geliştirilmesi amacıyla biyolojik temelli biyokompozit filmler hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Yapılan analizler, biyokompozit filmlerin farklı özelliklere sahip çözücülere karşı dayanıklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Optik mikroskop ve SEM görüntüleri, takviye malzemelerinin polimer matris içerisinde homojen şekilde dağıldığını doğrulamıştır. Literatürde raporlanan benzer malzemelerle karşılaştırıldığında, biyokompozitlerin daha üstün mekanik performans sergilediği belirlenmiştir. Toprağa gömme testleri sonucunda, geliştirilen biyokompozitlerin ticari plastiklere kıyasla yüksek biyobozunurluk gösterdiği tespit edilmiştir. Geliştirilen formülasyonlar arasında, nar kabuğu içeren 3BP filmi, hem mekanik hem de antibakteriyel açıdan başarılı performansı sayesinde sürdürülebilir ambalaj uygulamaları için umut verici özellikler sergilemiştir.

Packaging refers to the process applied to protect materials against environmental factors such as oxygen, moisture, light, and microorganisms, thereby preserving product quality and extending shelf life. Petroleum-based plastics, which are commonly used in packaging applications, are not biodegradable and can persist in the environment for long periods. This has led to an increasing demand for environmentally friendly and sustainable packaging materials. However, many biodegradable packaging materials exhibit limited mechanical strength, restricting their practical applicability in protective packaging systems. In this study, bio-based biocomposite films were prepared and characterized using chitosan, polyethylene glycol (PEG), and polyvinyl alcohol (PVA) biopolymers, reinforced with locally sourced hawthorn (Crataegus spp.) and pomegranate (Punica granatum L.), with the aim of developing potential biodegradable packaging films with both sufficient mechanical strength and antibacterial functionality. The results demonstrated that the biocomposite films exhibited resistance to solvents with different characteristics. Optical microscopy and SEM analyses confirmed the homogeneous dispersion of the reinforcing materials within the polymer matrix. Compared to similar materials reported in the literature, the developed biocomposite films displayed superior mechanical performance. Soil burial tests further verified that the biocomposite films exhibited significantly higher biodegradability than conventional plastics. Among the developed formulations, the 3BP film containing pomegranate peel exhibited promising characteristics for sustainable packaging applications due to its strong mechanical and antibacterial performance.