Deri üretimine yönelik PDMS esaslı köpük kesici emülsiyonların tasarımı, geliştirilmesi ve performanslarının değerlendirilmesi
Design, development and performance evaluation of PDMS based antifoaming emulsions for leather production
Yazar: TAYFUN BARIŞIK
Danışman: PROF. DR. BAHRİ BAŞARAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Deri Mühendisliği = Leather Engineering

Özet:
Deri üretimi, yüzey aktif maddeler ile emülsiyon ve dispersiyona dayalı uygulamaların yoğun olarak yapıldığı bir süreçtir. Üretim uygulamaları esnasında oluşan makro ve mikro köpükler; sulu ortamda yüzey aktif madde kullanımına bağlı olarak çeşitli olumsuzlukları beraberinde getiren fizikokimyasal bir oluşumdur. Makro köpükler, sistem içerisinde bulunan yüzey aktif maddeler tarafından stabilize edilerek yüzeye çıkan büyük hava kabarcıklarıdır. Mikro köpükler ise esas olarak sistem içerisine taşınmış olan küçük baloncuklardır. Bu oluşumlar, sulu banyoda yapılan uygulamalarda üründe kalite bozulması ve ekolojik sorunlara neden olduğundan istenmeyen bir durumdur. Özellikle deri yaş işlemleri sırasında kullanılan çeşitli yüzey aktif madde esaslı katkı maddelerinin kuvvetli bir şekilde karıştırılması köpük oluşumunu teşvik etmekte ve kaliteli üretim açısından bu sorunun giderilmesi gerekli hale gelmektedir.

Bu araştırmada, deri üretiminde çesitli problemlere sebep olan köpük oluşumunun olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak ve üretimi istenilen kalite düzeyinde gerçekleştirmek amacıyla çeşitli köpük kesici emülsiyonların tasarımı, geliştirilmesi ve performanslarının değerlendirilmesi üzerine çalışılmıştır. Emülsiyon özellikleri ve performans açısından farklı parametrelerle üretim denemeleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak ortaya konulmuştur. Etken parametreler üzerinde yapılan çalışma sonuçlarına göre; % 6,5 katı madde oranı ve 350 cSt PDMS içeren dispersiyon kullanılarak hazırlanan ve % 7 emülgatör karışımı ile emülsifiye edilen emülsiyonun köpük kesme performansı açısından en iyi sonuçları verdiği görülmüştür. Bir emülsiyonun özelliklerini kaybederek bozulduğu sıcaklık olan faz dönüşüm sıcaklığının incelenmesinde; 1000 cSt ve 5000 cSt PDMS yağı içeren dispersiyon kullanılarak hazırlanan emülsiyonların en yüksek faz dönüşüm sıcaklığına sahip olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, dispersiyonun katı partikül miktarı arttıkça emülsiyonun partikül boyutunun büyüdüğü belirlenmiştir. Sonuç olarak; köpük kesici emülsiyonların deri üretim aşamalarında kullanılmasıyla ürünlerin üretiminin yüksek kaliteli ürünler yönünde istenilen düzeyde geliştirilebileceği potansiyeli ortaya çıkmıştır. Ayrıca atık sulara geçen kimyasalların minimize edilmesiyle çevresel açıdan da sürdürülebilir üretime katkı sağlanabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Leather production is a process where emulsion and dispersion based applications are used intensively by using surface active agents. Macro and micro foams turned out in some physicochemical practices causes various problems based on use of surface active agents in aqueous medium. Macro foams are large air bubbles that are stabilized by surfactants in the system. On the other hand, micro foams are mainly small bubbles that are transported into the system. These formations are undesirable in aqueous applications since they cause quality problems in finished product. They also give rise to increase ecological problems in production. Particularly, intensive agitation of various surfactant-based additives used during leather beamhouse processes encourages profound foaming and it becomes necessary to overcome this problem in terms of high quality production.

In this thesis, the newly developed prototypes which were prepared with different variables affecting the design of antifoaming emulsions will be reconsidered. In additionally, the parameters of these complex emulsification and their characteristics influencing the knock down ability of antifoaming agents will be reviewed. Some experiments were carried out with different parameters in terms of emulsion characteristics and performance, then, results were evaluated comparatively. According to the results, the emulsion prepared using a dispersion containing 6.5 % solid particles and 350 cSt PDMS oil, emulsified with a 7 % emulsifier was found to give the best results in terms of antifoaming performance. It was observed that emulsion prepared using dispersion containing 1000 cSt and 5000 cSt PDMS oil had the highest phase inversion temperature. As a result, the use of antifoaming emulsions in leather production may reduce the negative effects of foam based problems and contribute to environmentally sustainable production by minimizing the chemical wastes.