Bitkisel Lif Atıklarından Geri Kazanılan Selülozu Kullanarak Fonksiyonel Rejenere Selüloz Lifi Üretim Olanakların Araştırılması
Description: Günümüzde tekstil sektörü için önemli hale gelen başlıca iki konu tekstil atıklarının tekrar kullanılması ile sürdürülebilirliğin sağlanması ve lif üretim teknolojilerinde gerçekleştirilen ilerlemeler sonucu katma değeri yüksek yeni tekstil hammaddelerinin geliştirilmesidir. Doğal bir polimer olan selülozdan üretilen rejenere selüloz liflerinin dünya üretimi miktarı 2015 yılında yaklaşık altı milyon tondur. Önemli bir sentetik lif üreticisi olan ancak rejenere selüloz lifi üretimi bulunmayan ülkemizin sektördeki rekabet gücünü sürdürebilmesi için bu alandaki yeni ve fonksiyonel hammaddeler ile ilgili Ar-Ge çalışmalarını artırması gerekmektedir. Bu kapsamda bu projenin konusu, tekstil malzemesi üretim sürecinde açığa çıkan bitkisel lif atıklarından geri kazanılan selülozu kullanarak güç tutuşurluk fonksiyonuna sahip katkılı rejenere selüloz lifleri üretmek ve elde edilen liflerin özelliklerini incelenmek olarak belirlenmiştir. Projede selüloz eldesi için organik asitler ile işleme tabi tutulan bitkisel lif atıkları daha sonra peroksiasitler ile muamele edilmiş ve ardından ağartma uygulanmıştır. Selüloz örnekleri N- methylomorpholine-N-oxide içerisinde çözülerek, çözeltiden lif çekim yöntemi ile lifler elde edilmiştir. Lif çekimlerinde fonksiyonel katkı maddesi olarak ise grafen oksit (GO) kullanılmıştır. Bu çalışmalar sonucu farklı selüloz örneklerinden üretilmiş çeşitli oranlarda grafen oksit içeren ve içermeyen rejenere selüloz lifleri üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir. Selüloz örneklerinin analiz sonuçları bitkisel lif atıklarından elde edilen selülozun rejenere selüloz lifi çekilebilir nitelikte olduğu göstermiştir. Farklı selüloz örneklerinden üretilmiş GO katkılı ve katkısız lif örneklerinin analiz sonuçları ise morfolojik, yapısal ve termal olmak üzere üç ana başlıkta incelenmiştir. Lif örneklerinin yüzey ve kesit özelliklerini incelemek için çekilen optik ve elektron mikroskop görüntüleri lif yapılarında katkı malzemesinin bir bozulmaya sebep olmadığını göstermiştir. Lif içerisinde GO partiküllerin dağılımını incelemek için çekilen floresans mikroskop görüntüleri katkı malzemelerinin lif içerisinde homojen bir şekilde dağıldığını göstermiştir. Katkı oranın artması ile liflerin oto-floresans özelliklerini kaybetmesi de bunun bir göstergesidir. Liflerin yapısal özelliklerini incelemek için yapılan FTIR analizinde tüm liflerin benzer fonksiyonel gruplar içerdiği saptanmıştır, bu durum lifleri oluşturan tüm bileşenlerin benzer elementel özelliklere sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Lif içyapılarını incelemek için yapılan XRD analizleri tüm liflerin selüloz I yapısının tipik difraksiyonunu sergilediğini göstermiştir. Bununla birlikte katkı maddelerinin kristal merkezdeki çekirdek rolü nedeni ile katkılı liflerin kristalizasyon derecelerinin bir miktar arttığı saptanmıştır. Katkı oranının artması ile nem içeriğinin azalması da bu sonucu desteklemektedir. Farklı selüloz örneklerinden üretilmiş GO katkılı ve katkısız lif örneklerinin termal analiz sonuçları incelendiğinde ise katkılı liflerin bozunma sıcaklıkları ve güç tutuşurluk özelliklerini belirleyen parametrelerinde artış olduğu belirlenmiştir. Ayrıca termal analizler sonucu kalan kül miktarları katkı malzemesinin varlığını göstermektedir. Termal analiz sonuçları katkılı liflerin katkısız liflerden daha yüksek termal dayanıma sahip olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak bu projede bitkisel lif atıklarından elde edilen selüloz ile değerli bir hammadde tekrar üretim sürecine katılarak sürdürülebilirliği sağlanmıştır. Bunun yanı sıra ülkemizde üretimi olmayan, tedariği ithalata bağlı olan rejenere selüloz lifleri ile ilgili laboratuvar ortamında yapılan lif çekimi çalışmaları sonucunda grafen oksit katkılı termal özellikleri geliştirilmiş rejenere selüloz liflerini üretmek mümkün olmuştur. Projenin verileri bu konuda çalışacak araştırmacılara hem bilimsel, ekonomik ve sosyal açıdan bilgi sağlayacak hem de ileriki çalışmaların planlanmasına yardımcı olacaktır.
Funding type: research
Funder scheme: MAG
Start date: 2015-10-15
End date: 2017-10-15
Investigators: Ümit Halis ERDOĞAN (lead), Gökhan ERKAN
Institutions: Dokuz Eylül University, DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ
Funded outputs count: 1
Funder award ID: 115M736
OpenAlex ID: G3449820566