Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

Doğu Ladini (Picea orientalis) ve Meşe (Quercus spp.) Kabukları

Taneninin Biotutkal Üretiminde Kullanılması
Bu tez çalışmasında, biobazlı tanen tutkalı üretimi yapılmıştır. Biotutkal sentezinde kullanılan tanenler orman işletmelerinde kesim sonrası ortaya çıkan atık ladin (Picea orientalis) kabuğu ve ahşap levha endüstrisinde üretim sonrası ortaya çıkan atık meşe (Quercus spp.) kabuklarından elde edilmiştir. Araştırma materyali olan ladin kabukları Artvin ve Trabzon bölgesi orman işletmelerinden, meşe kabuğu ise Kastamonu Entegre Ağaç Sanayi ve Ticaret A.Ş. Kastamonu Tesisleri’nden temin edilmiştir.
Kabuk örneklerinden tanen ekstraksiyonu öncesinde temel kimyasal analizler yapılarak kimyasal yapı ortaya konulmuştur. Ardından kabuk örneklerinde sıcak su, sodyum sülfit, sodyum karbonat ve üre çözeltileri ile değişik parametreler altında ekstraksiyon denemeleri yapılmış, ekstraksiyon aşaması optimize edilmiştir. Daha sonra elde edilen veriler doğrultusunda sprey kurutucuda toz tanen üretimi yapılmıştır. Üretilen ladin ve meşe tanenlerinin kimyasal yapısını ortaya koymak için tanen analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonraki aşamada ladin ve meşe taneni kullanılarak biotutkal sentez denemeleri yapılmıştır. Bu denemelerde sıcaklık, pH, formadehit tanen molar oranı, viskozite, serbest formaldehit miktarı gibi parametreler optimize edilmiştir. Ardından üretilen tutkalın fiziksel ve kimyasal özellikleri ortaya konmuştur. Son olarak biotutkalın yapışma performansı TMA cihazında 3 nokta eğme testi ile belirlenmiştir.
Kabuklarda kül tayini sonuçlarına göre artvin ve trabzon ladin örneklerinde % 4,31 ve % 3,99 kül bulunurken meşe kabuğunda % 10,02 gibi yüksek sonuçlar belirlenmiştir. Sıcak su çözünürlüğünün ladin örneklerinde meşeye göre daha yüksek olduğu ortaya konulmuştur. Artvin ladin, trabzon ladin ve meşe kabuklarında kalıntı lignin sırasıyla % 19,53; % 20,61 ve % 18,49 olarak belirlenirken α-selüloz miktarı için % 37,28; % 37,92 ve % 41,59 değerleri elde edilmiştir. Toplam fenol tayini ve butanol HCl yöntemi sonuçlarına göre artvin ladin kabuğu en yüksek değerlere sahiptir. Ladin ve meşe kabuğu örneklerinde hidrolize tanenler olan gallo tanen bulunurken ellag taneni bulunmadığı belirlenmiştir.

Ekstraksiyon aşamasında ladin ve meşe kabukları için % 2 sodyum sülfit+% 0,50 sodyum karbonat çözeltisi ile 1:8 çözücü kabuk oranında ve 1 saat ekstraksiyon süresinde optimum sonuçlar elde edilmiştir. Kabuk ekstraksiyon çözeltileri pH değerleri, sıcak su ekstraksiyon çözeltilerinde pH 4,5 civarında iken sodyum sülfit ve sodyum karbonatlı çözeltilerin pH’ı 7 civarındadır. Deri tozu yöntemine göre, ladin su ve sülfit tanenleri meşe su ve sülfit tanenlerine göre daha az tanen olmayan fraksiyon içerdiği görülmüştür.

Ladin ve meşe sülfit tanenleri kullanılarak çok sayıda tutkal reçetesi hazırlanmıştır. Biotutkal üretim denemeleri sonuçlarına göre, formaldehit tanen molar oranının tutkaldaki serbest formaldehit miktarı ve tutkalın raf ömrü üzerinde oldukça etkili olduğu anlaşılmıştır. Sentezlenen biotutkal formülasyonlarında ladin için en yüksek raf ömrü 72 gün iken meşe için 38 gün olarak gerçekleşmiştir. pH’a bağlı jel zamanı değişimi de incelenmiş, ladin ve meşe sülfit tanenlerinin su taneninden daha yüksek jel zamanına sahip olduğu ortaya konulmuştur. Biotutkalın yapışma performansının belirlendiği TMA 3 nokta eğme testi elastikiyet modülü sonuçlarına göre, ladin taneni tutkalı ticari fenol formaldehit tutkalına benzer yapışma performansına sahip olduğu görülmüştür.