Kağıt üretiminde yüzeyi farklı ksilan türevleri ile işlenmiş kalsiyum karbonat katkıların etkilerinin incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ONUR ÜNLÜ
Danışman: Ayşe Aytaç
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
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.