Farklı bitkisel lif yüzeylerine yapılan işlemlerin temizlik kâğıdı emiciliği üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of treatments applied to different plant fiber surfaces on the absorbency of tissue paper
- Tez No: 931436
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Selüloz ve kâğıt malzemelerinde emicilik, yüzey ve lif yapısının yanı sıra kimyasal işlemlerle yakından ilişkilidir. Selülozun hidrofilik yapısı, suyu hızlı bir şekilde emmesini sağlar, ancak yüzeye uygulanan kimyasal kaplamalar veya modifikasyonlar bu özelliği değiştirebilir. Kâğıt malzemelerde emicilik, özellikle temizlik, hijyen ve baskı uygulamaları için kritik bir parametredir ve genellikle plazma işlemleri, tutkallama veya polimer kaplamalarıyla kontrol edilir. Bu tür işlemler, kâğıdın emicilik hızını ve kapasitesini optimize ederek malzemenin fonksiyonelliğini artırabilir. Doktora tez çalışması farklı yüzey işleme yöntemlerinin ve bu yöntemlerin arka arkaya uygulamalarının kâğıt emiciliği üzerindeki etkilerini ortaya koymak amacıyla yapılmıştır. Çalışma kapsamında okaliptüs, çam ve bambu selüloz türleri kullanılmıştır. Soğuk plazma, alkali işlem, asit ile muamele etme, polimer modifikasyonu ve bunların arka arkaya uygulamaları üç selüloz türünde de çalışılmıştır. Tüm örneklerin özellikleri saf selülozdan yapılma el numunesi kâğıt örnekleri ile kıyaslanmıştır. Plazma işlemi selüloz tabakalarına uygulanmış ve bu selüloz tabakaları kâğıt örneği hazırlamada kullanılmıştır. Alkali işlem için NaOH ve asit ile muamele için sitrik asit kâğıt hamuru hazırlama sürecinin son aşamasında eklenmiştir. Polimer uygulamaları kâğıt hamurundan el numunesi kâğıt örnekleri üretildikten sonra elde edilen kâğıt örneklerinin yüzeyinin kaplanması yolu ile yapılmıştır. Bu çalışmada kullanılan selüloz türleri doğaları gereği farklı avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Selülozlara uygulanan farklı yüzey işleme yöntemlerinin de aynı şekilde avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Emiciliğin tüm bu parametrelerden etkilenmesi ise çalışmanın tamamının birlikte değerlendirilme gereğini ortaya çıkarmaktadır. Çalışma kapsamında üç farklı selüloz türünün plazma uygulamalarında örneklere düşük ve yüksek güçlerdeki plazma uygulanmış, yüksek güçteki uygulamaların örneklerin yanmasına, düşük uygulamanın da belirgin bir fark yaratmaması nedeniyle 200W2dk en uygun değer seçilerek çalışmalara devam edilmiştir. Üç farklı selüloza alkali ve asit uygulaması kâğıt hamuru yapımının son aşamasında toplam kuru maddenin ağırlığınca %1 ve %3 olacak şekilde uygulanmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Ayrıca plazma uygulanmış selülozlardan yapılan hamurlara da aynı şekilde uygulama yapılıp ikili modifikasyonun ortaya çıkardığı durum değerlendirilmiştir. Polimer modifikasyonları ardıl olarak uygulanmıştır. Plazma uygulaması sonrasında ve alkali ve asit işlemleri sonrasında olacak şekilde iki farklı durumda değerlendirilmiştir. Suyu seven ve suda çözünen iki polimer, Polivinilprolidon (PVP) ve Polivinil alkol (PVA) polimer uygulamaları için tercih edilmiştir. Hazırlanan kâğıt numunelerine kuru ağırlıkça belirli oranda (%5) kaplama yapılmış ve etüvde kurutularak işlem tamamlanmıştır. Üretilen tüm örneklerin drenaj özellikleri, lif yapılarının morfolojik analizi, su emme kapasitesi gibi fiziksel testlerinin yanında yırtılma, çekme indisi, X-Işını Kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) gibi karakterizasyon testleri de yapılıp sonuçlar değerlendirilmiştir. Uygulanan modifikasyonlar, hammadde tüketimini veya enerji kullanımını artırmadan emicilikte iyileştirmeler sağlanabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The absorbency of cellulose and paper materials is closely related to the surface and fiber structure as well as chemical treatments. The hydrophilic nature of cellulose allows it to absorb water quickly, but chemical coatings or modifications applied to the surface can alter this property. In paper materials, absorbency is a critical parameter, especially for cleaning, hygiene, and printing applications, and it is often controlled through plasma treatments, sizing, or polymer coatings. Such processes optimize the rate and capacity of absorbency, thereby enhancing the functionality of the material. Doctorate thesis aims to examine the effects of various modifications and their subsequent treatments on the absorbency of paper. The study utilizes three types of cellulose: eucalyptus, pine, and bamboo. Cold plasma, alkaline treatment, acid treatment, polymer modification, and their subsequent applications were conducted on all three types of cellulose. The properties of the all samples were compared with handmade paper samples properties produced from pure cellulose. Plasma treatment was applied to cellulose sheets, which were then used for sample preparation. Sodium hydroxide (NaOH) was used for alkaline treatment, while citric acid was added at the final stage of pulp preparation for acid treatment. Polymer applications were conducted by coating the surface of the paper samples produced from the pulp. The types of cellulose used in this study have inherent advantages and disadvantages. Similarly, the modifications applied to cellulose also have their own benefits and drawbacks. The influence of these parameters on absorbency necessitates the holistic evaluation of the entire study. During the study, plasma treatments at both low and high power were tested on the three types of cellulose. Since high power caused burning of the samples and low power did not result in a significant difference, an optimum value of 200W for 2 minutes was selected for further experiments. Alkaline and acid treatments were applied at the final stage of pulp preparation at 1% and 3% of the total dry weight of the material, and the results were evaluated. Additionally, the same treatments were applied to pulps made from plasma-treated cellulose to assess the effects of dual modifications. Polymer modifications were applied as subsequent treatments, both after plasma treatment and after alkaline or acid treatment. Two water-soluble and hydrophilic polymers, Polyvinylpyrrolidone (PVP) and polyvinyl alcohol (PVA), were chosen for these applications. The prepared paper samples were coated with these polymers at 5% of the dry weight, and the process was completed by drying them in an oven. The produced samples were subjected to physical tests, including drainage properties, morphological analysis of the fibers, and water absorption capacity, along with characterization techniques such as tensile and tear indices, X-Ray diffraction analysis (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses. The applied modifications have shown that improvements in absorbency can be achieved without increasing raw material consumption or energy use.
Benzer Tezler
- Dual-curable textile adhesives for cord/rubber applications
Çift-kürlenebilen tekstil yapıştırıcılarının kord kumaş/kauçuk uygulamaları
ZEHRA YILDIZ
Doktora
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN
- Ağrı ve sancı azaltıcı nanolifli yüzeylerin geliştirilmesi ve karakterize edilmesi
Development and characterization of pain and ache relieving nanofiber webs
EDA NEBİHE SOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriUşak ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE TETİK
- Developing a pressure sensor for 3D nonwoven assemblies by using novel spacer stitching technology
Yenilikçi aralıklı dikiş teknolojisi kullanarak 3D dokumasız yüzeyler için basınç sensörü geliştirilmesi
RANA NUR MULA
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER GÜRARSLAN
- Antalya ikliminde yetişen bitkiler ile ekolojik baskı denemeleri ve sürdürülebilir tekstil yüzey tasarımları
Ecological printing trials and sustainable textile surface designson some of the plants that grow in Antalya's climate
DİDEM KALELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiAnkara Hacı Bayram Veli ÜniversitesiTekstil Tasarımı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMA ÖZKAN TAĞI
- Farklı lifler için moleküler, mikroskopik ve spektroskopik yöntemlerle adli analiz metotlarının oluşturulması
Development of forensic analysis methods for different fibers via molecular, microscopic and spectroscopic ways
PINAR ERDAL
Doktora
Türkçe
2014
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN TUĞRUL OĞULATA