Geri Dön

Kağıt üretiminde yüzeyi farklı ksilan türevleri ile işlenmiş kalsiyum karbonat katkıların etkilerinin incelenmesi

Investigation of the effects of calcium carbonate additives surface-treated with different xylan derivatives on papermaking

PDF İndir

  1. Tez No: 927727
  2. Yazar: ONUR ÜNLÜ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 255

Özet

Doktora tezi çalışmasında, yüksek saflık ve parlaklık özelliklerindekie sahip çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat (ÇKK) dolgu maddesinin yüzeyi, selüloz lifleri ile uyumlu bir malzeme ile işlenerek, yüzeyi işlenmiş ÇKK (YİÇKK) dolgu maddesi üretimi yapılmış, üretilen dolu maddeleri, kâğıt hamuru içerisinde farklı katkı oranlarında kullanılarak kâğıt örnekleri hazırlanmıştır. YİÇKK katkılı kâğıt örneklerinin, ÇKK katkılı kâğıt örneklerine karşılık, dayanım (çekme, yırtılma, patlama) ve optik (parlaklık, opaklık) özellikler gibi, bir kâğıt ürününden beklenen önemli ürün özelliklerine etkisi incelenmiştir. Saf ÇKK dolgu maddesinin selüloz lifleri ile yeterli uyumlulukta olmadığı, bunun sonucu olarak da kâğıt ürünlerinin dayanım, optik ve üründen beklenen temel özelliklerinin olumsuz etkilendiği bilinmektedir. Bu nedenle çalışmada, ÇKK dolgu maddesinin yüzeyi değiştirilmiştir. Bunun için bir hemiselüloz türevi olan Ksilan'ın (KS) katyonizasyon reaksiyonu ile KKS ve karboksimetilazasyonu tepkimesi ile KMK malzemeleri üretilmiş ve selüloz liflerine tutunumu incelenmiştir. Yüzeyi uyumlaştırılan KS-ÇKK, KKS-ÇKK ve KMK-ÇKK dolgu maddelerinin, farklı katkı oranlarında kâğıt üretiminde kullanımı ile, saf ÇKK katkısına kıyasla, kâğıt ürünlerinin dayanım ve optik özellikleri üzerine olumsuz etkisini azaltarak, iyileştirmesi hedeflenmiştir. Bununla birlikte, yüzeyi selüloz lifleri ile uyumlaştırılmış KS-ÇKK, KKS-ÇKK ve KMK-ÇKK dolgu maddelerinin selüloz liflerine tutunması sonucu, kâğıt hamurunda, özellikle yüksek katkı oranlarında kullanımı ile, birim kâğıt üretimi başına selüloz tüketimi ile, kâğıt üretiminde harcanan enerji maliyetlerini (örneğin kurutma işleminde) düşürmeye önemli katkılar yapabileceği ön görülmüştür. KS-ÇKK, KKS-ÇKK ve KMK-ÇKK dolgu maddelerinin üretimi için, en etkili yüzey uyumlaştırma tekniği olarak, adsorpsiyon tekniği kullanılmıştır. Literatürde, ÇKK dolgu maddesi yüzeyinin çeşitli bileşik ve tekniklerle işlenerek, farklı dolgu maddesi katkı oranlarında, kâğıt hamuru içerisinde kullanıldığı birçok çalışma olmasına karşın, KS, KKS ve KMK bileşikleri ile yüzeyi işlenmiş ÇKK dolgu maddesi kullanımına yönelik bir çalışma bulunmamıştır. Çalışmada, yüzeyi, ayrı ayrı KS, KKS ve KMK bileşikleri ile işlenmiş ÇKK dolgu maddeleri, kâğıt hamurunda %1'den %20'ye değişen farklı katkı oranlarında kullanılmıştır. Üretilen kâğıt örneklerinin fiziksel, kimyasal ve optik testleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, KS, KKS, KMK, ÇKK, KS-ÇKK, KKS-ÇKK ve KMK-ÇKK örneklerinin Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Termal Gravimetrik Analiz (TGA), Nükleer Manyetik Rezonans (NMR), X-Ray Fotoelektron (XPS) ve X-Işınları Kırınımı Spektroskopisi (XRD) ile Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM EDS) analiz yöntemleri ile karakterizasyon testleri gerçekleştirilerek sonuçlar, literatür ile karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Doktora çalışması kapsamında elde edilen sonuçlardan, üretilen YİÇKK dolgu maddelerinin, selüloz liflerine etkin tutunduğu, bunun sonucu olarak da kâğıdın dayanım ve optik özelliklerini iyileştirdiği, kâğıt üretiminde, üretim ve enerji maliyetlerini de olumlu katkı sağlayacağı belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this doctoral thesis study, the surface of the Precipitated Calcium Carbonate (PCC) filler with high purity and brightness properties was treated with a material compatible with cellulose fibers. The surface-modified PCC (MPCC) filler was produced, and the produced fillers were used in different filler additive dosages in the paper pulp to prepare paper samples. The effect of the MPCC filler-added paper samples was investigated on the important product properties expected from a paper product, such as strength (tensile, tear, bursting) and optical (brightness, opacity) properties in comparison to the pure PCC filler-added paper samples. It is known that pure PCC filler is not sufficiently compatible with cellulose fibers, and as a result, the strength, optics, and basic properties expected from the product of paper products are negatively affected. Therefore, the surface of the PCC filler was changed in the study. For this purpose, Xylan (XS), which is a hemicellulose derivative, CXS that was produced by the cationization reaction of XS and CMX was produced by the carboxymethylation reaction of XS, were examined for compatibility with cellulose fibers. The use of surface-modified XS-PCC, CXS-PCC, and CMX-PCC at different additive dosages in papermaking aims to improve the strength and optical properties of paper products by reducing their negative effects compared to the usage of pure PCC filler additives. Besides, it has been predicted that XS-PCC, CXS-PCC, and CMX-PCC fillers whose surfaces modified are compatible with cellulose fibers, can make significant contributions to reducing cellulose consumption per unit of paper production and energy costs (e.g. in the drying process) in paper production, especially when used at high additive rates, because of their adhesion to cellulose fibers. The XS-PCC, CXS-PCC, and CXS-PCC fillers were produced using the adsorption technique, which is the most effective surface modification process. Although there are many studies performed in the literature in which the surface modification of the PCC filler with various compounds and techniques and used in the paper pulp at different filler additive dosages, no study has been found on the surface-modified PCC filler performed with XS, CXS and CMX compounds. In the study, PCC filler surfaces were modified with XS, CXS, and CMX compounds separately, and were used in paper pulp at different additive dosages ranging from 1% to 20%. Physical, chemical and optical tests of the paper samples produced were performed. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermal Gravimetric Analysis (TGA), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), X-ray photoelectron (XPS) and X-Ray Diffraction Spectroscopy (XRD) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM EDS) analysis tests of XS, CXS, CMX, PCC, XS-PCC, CXS-PCC and CMX-PCC samples were performed, and the results found were reported comparatively with the literature. From the results obtained within the scope of the doctoral study, it was determined that the produced MPCC fillers effectively adhere to the cellulose fibers, because of which they improve the strength and optical properties of the paper and will also contribute positively to the production and energy costs in paper production.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    485266

    Synthesis and characterization of one-side polypyrrole coated conductive and flexible polyurethane films

    Tek yüzeyi polipirol kaplı iletken ve esnek poliüretan filmlerin sentez ve karakterizasyonu

    MELİS KARAKUŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BELKIZ USTAMEHMETOĞLU

  2. Tez No

    683971

    Fabric based soft actuators for wearable applications

    Giyilebilir uygulamalar için kumaş bazlı yumuşak aktüatörler

    FIDAN KHALILBAYLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKHAN İNCE

    DOÇ. DR. ÖZGÜR ATALAY

  3. Tez No

    864134

    Eve ototopografik bir bakış: Evin yaratıcı kayıtlarla film düzleminde yeniden üretimi

    An autotopographical look at home: The filmic reproduction of home through creative recordings

    MERT ZAFER KARA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Güzel Sanatlarİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELTEM AKSOY

    DR. BİHTER ALMAÇ

  4. Tez No

    436217

    Stiren-akrilat-katyonik monomer temelli terpolimerlerin sentezi ve kağıt yüzey tutkallama malzemesi olarak kullanılması

    Styrene-acrylate-cationic monomer based terpolymer synthesis and using as surface sizing material on paper

    MEHMET ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE AYTAÇ

  5. Tez No

    458896

    Synthesis & characterization of boron nitride nanostructures and application in nanocomposites

    Bor nitrür nano yapıların sentezlenmesi, karakterizasyonu ve bu yapıların nano kompozit uygulamalarında kullanılması

    AYŞEMİN TOP

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK

    YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ

Geri Dön