Biyobazlı katkı maddeleri ile geri dönüştürülmüş kağıdın mukavemet özelliklerinin ve kırılma direncinin iyileştirilmesi
Improvement of strength properties and fracture resistance of recycled paper using biobased additives
- Tez No: 975822
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLKNUR KÜÇÜK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sürdürülebilir ambalaj, nişasta, geri dönüştürülmüş kağıt, biyobazlı katkı maddeleri, mukavemet özellikleri, Sustainable packaging, starch, recycled paper, biobased additives, strength properties
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde sürdürülebilir ve çevre dostu ambalaj çözümlerine olan ilgi, kağıt bazlı malzemelerin kullanımını önemli ölçüde artırmıştır. Özellikle geri dönüştürülmüş kağıt kullanımı, doğal kaynakların korunması, enerji ve su tasarrufu sağlanması ve çevresel sürdürülebilirliğin desteklenmesi açısından büyük önem taşır. Bununla birlikte kağıdın sınırlı mekanik dayanımı ve düşük nem direnci gibi dezavantajları tekrar kullanımında performansını önemli ölçüde etkiler. Biyobazlı maddeler ile kağıdın fiziksel özelliklerinin iyileştirilmesi, hem çevresel sürdürülebilirliğe katkı sağlamakta hem de ambalaj performansını arttırmaktadır. Bu çalışmada, aljinat, polivinil alkol (PVA) ve polietilen glikol (PEG) biyobazlı katkı maddeleri, nişasta bazlı yüzey kaplama sistemleri ile birlikte kullanılarak geri dönüştürülmüş kağıtların mekanik mukavemeti ile kırılma davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. %23 (ağ.) oranında enzimatik olarak modifiye edilen nişasta çözeltisine %1 ile %2 (ağ.) oranlarında hazırlanan aljinat, polivinil alkol (PVA) ve polietilen glikol (PEG) çözeltileri, nişasta esaslı matris içerisine %5 oranında hacimsel olarak ilave edilmiştir. Hazırlanan çözeltiler, hiçbir katkı içermeyen ve işlem görmemiş geri dönüştürülmüş ambalaj kağıtlarına uygulanmış ve 105 °C'de kurutulmuştur. Aljinat içeren numuneler %2 kalsiyum klorür çözeltisi ile çapraz bağlanmıştır. Kaplanmış kağıt numuneleri 24 saat şartlandırılmış ve kısa süreli ezilme direnci, patlama dayanımı ve çekme/kopma dayanım mukavemetleri belirlenmiştir. %1 oranında sodyum aljinat ve %1 oranında polivinil alkol katkısı içeren numunede, kısa süreli ezilme direnci değerinde %5,7 çekme/kopma dayanımında %5,7 ve patlama dayanımında %4,5 oranında artış gözlemlenmiştir. Bu iyileşmeler, kağıdın kırılma direncini ve esnekliğini artırarak ambalaj uygulamaları için daha dayanıklı ve sürdürülebilir bir alternatif oluşturduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In recent years, the demand for sustainable and environmentally friendly packaging solutions has significantly increased the use of paper-based materials. In particular, the use of recycled paper plays a vital role in conserving natural resources, saving energy and water, and supporting environmental sustainability. However, the limited mechanical strength and low moisture resistance of paper negatively affect its performance upon reuse. Improving the physical properties of paper with biodegradable additives contributes not only to environmental sustainability but also enhances packaging performance. In this study, the effects of biodegradable additives alginate, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol on the mechanical strength and fracture behavior of recycled papers were investigated using starch-based surface coating systems. For this purpose, alginate, PVA, and PEG solutions were prepared at concentrations of 1% and 2% (w/w) and incorporated into enzymatically modified starch solution at a concentration of 23% (w/w). These solutions were then added to the starch matrix at 5% (v/v). The prepared solutions were applied unidirectionally to recycled packaging papers that were free of additives and untreated, followed by drying at 105°C. The samples containing alginate were crosslinked using a 2% calcium chloride solution. The coated paper samples were conditioned for 24 hours, and their short-span compression strength, burst strength, and tensile strength were measured. In the sample containing 1% sodium alginate and 1% polyvinyl alcohol (PVA), an improvement of 5.7% was observed in short-span compression strength, 5.7% in tensile strength, and 4.5% in burst strength. These enhancements indicate that the additives improved the paper's fracture resistance and flexibility, offering a more durable and sustainable alternative for packaging applications.
Benzer Tezler
- Biyobazlı katkı maddeleri ile kağıdın mukavemet ve bariyer özelliklerinin geliştirilmesi
Enhancement of strength and barrier properties of paper using bio-based additives
DUYGU SEZEN İŞBİLEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKNUR KÜÇÜK
- High-temperature pyrolysis of sewage sludge: Synergistic effects of co-pyrolysis with rice straw and composite plastic wastes
Atık su arıtma çamurunun yüksek sıcaklık pirolizi: Çeltik sapı ve kompozit plastik atıklar ile birlikte pirolizin sinerjik etkileri
ELİF BABAYİĞİT
Doktora
İngilizce
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR
PROF. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Investigation of the factors affecting membrane bioreactor performance during volatile fatty acid production from food waste
Yemek atıklarından uçucu yağ asidi üretimi sırasında membran biyoreaktör performansını etkileyen faktörlerin incelenmesi
BEGÜM BİLGİÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
PROF. DR. MOHAMMAD TAHERZADEH
- Alev geciktirici özelliklere sahip biyobazlı termoplastik poliüretanların petrol esaslı termoplastik poliüretanlarla karşılaştırılması
Biobased thermoplastic polyurethanes with flame retardant properties in comparison with petroleum - based thermoplastic polyurethanes
MELTEM BAŞBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
- Processing of polylactide nanofibrous and film structures: Effects of polymer blending and bio-additives on structure-property relationships
Polilaktit nanolif ve film yapılarının işlenmesi: Polimer karışımı ve biyo-katkıların yapı-özellik ilişkileri üzerine etkisi
HANDAN PALAK
Doktora
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURÇAK KARAGÜZEL KAYAOĞLU