Tarımsal atıklardan elde edilen biyopolimerlerin üç boyutlu (3B) baskısı
Three dimensional (3D) printing of bio-polymers from agricultural wastes
- Tez No: 756005
- Danışmanlar: PROF. DR. NECATİ ÖZKAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMAL MERİH ŞENGÖNÜL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Hemiselüloz, Ksilanaz, Lignin, Lignoselülozik yapı, Üç boyutlu yazıcı, Hemicellulose, Xylanese, Lignin, Lignocellulosic structure, Three dimensional printer
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Selüloz, hemiselüloz ve ligninden oluşan kompozit bir yapı olan lignoselülozik biyokütle dünyadaki en bol bulunan biyopolimer kaynaklarından bir tanesidir. Lignoselülozik tarımsal atıklarda bulunan biyopolimerler arasında, hemiselüloz ve lignin, biyokütlenin neredeyse yarısını oluşturmasına rağmen, malzeme uygulamaları için selüloza kıyasla daha az ilgi görmektedir. Bu kapsamda, hemiselüloz ve ligninin 3B baskı teknolojilerinde baskı malzemesi olarak kullanımını sağlayacak üç yeni stratejigeliştirilmiştir. Farklı formülasyonlara sahip hemiselülozik pastalar ve jel formundaki mısır koçanı özütleri farklı özütleme yaklaşımları ve parametreleri denenerek ve lignoselülozik biyokütle kaynağı olarak mısır koçanlarının kullanılması ile elde edilmiştir. KOH konsantrasyonu gibi özütleme parametrelerinin yanı sıra su ve NaOH içerikleri ile birlikte baskı sıcaklığı ve hızı, ekstrüzyon çarpanı ve katman yüksekliği gibi doğru 3B baskı parametrelerinin uygulanması hemiselüloz ve lignin temelli pasta ve özütlerin 3B yazdırılmasıda önemli rol oynamaktadır. Lignin içeren hemiselülozlar, malzemenin 3B yazdırılabilir olduğu dar bir işlem penceresi belirlenerek, herhangi bir kimyasal değişiklik yapılmadan ve yardımcı polimerler veya katkı maddeleri kullanılmadan ilk kez 3B yazdırılabilir hale getirilmiştir. Ayrıca, hemiselüloz ve ligninin çözücü döküm yöntemiyle PVA ile karıştırılmasını içeren bir harmanlama stratejisi, daha karmaşık şekillerin 3B yazıcı ile üretilmesini sağlayan filament formunda baskı malzemelerini elde etmek amacıyla geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında polimerlerin ve polimerden 3B baskı ile elde edilen malzemelerin ısısal, mekanik, kimyasal, reolojik, morfolojik ve yazdırılabilirlik özellikleri karakterize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Lignocellulosic biomass, which is a composite structure made up of cellulose, hemicellulose and lignin biopolymers, is the most abundant biopolymer resource on earth. Among the biopolymers found in lignocellulosic agricultural wastes, hemicellulose and lignin receive significantly less attention compared to cellulose for material applications despite the fact that these two biopolymers constitute almost a half of a given biomass. In this context, three novel strategies were developed that render hemicellulose and lignin 3D printable. Corn cobs (CCs) were used as the lignocellulosic resource in which hemicellulosic pastes and CC extracts in the form of thermoreversible cold-setting gels with different formulations were obtained following different extraction approaches and parameters. Water and NaOH contents as well as the extraction parameters such as KOH concentration coupled to the correct 3D printing parameters including printing temperature and speed, extrusion multiplier and layer height was the key to render the pastes and extracts 3D printable. Hemicelluloses containing lignin were rendered 3D printable for the first time without any chemical modifications and without using auxiliary polymers or additives by determining the very narrow process window that enables 3D printability. A blending strategy that relies on thermoplasticity, which involves mixing hemicellulose and lignin with polyvinyl alcohol via solvent casting, was also developed in order to obtain filaments for 3D printing, which allow for the 3D printing of more complex shapes. Thermal, mechanical, chemical, complex and apparent viscosities, morphological and printability properties of the polymers and the 3D printed materials were characterized by different methods.
Benzer Tezler
- Manisa yöresinde domateste anlaşmalı tarım ve karşılaşılan sorunlar
Başlık çevirisi yok
OSMAN MURAT KOÇTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TALİM
- Buğday ekiminin mekanik esasları üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ADNAN DEĞİRMENCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMET ÖNAL
- Adana ili Ceyhan ilçesi Tatlıkuyu köyünün mekanizasyon varlığı ve işletme maliyetlerinin saptanması üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KABASAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KURTULUŞ TUNCER
- Statik elektrikle yüklenmiş sıvı ilacın pamuk ilaçlamasında etkinliğinin belirlenmesi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ BAYAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF ZEREN