Sitrik asit esterlerinin üretimi ve bağlayıcı olarak kullanılması
Production of citric acid esters and their usage
Yazar: MEHMET CEYLAN
Danışman: PROF. DR. AYŞE BENK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizikokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Ağaç endüstrisinde, MDF ve sunta üretiminde kullanılan ticari bağlayıcıların çoğu formaldehit esaslı bağlayıcılardır. Hem bu bağlayıcıların üretimi esnasında hem de bağlayıcılar kullanılarak nihai ürün haline getirildikten sonra bozunarak ortama formaldehit salmaktadır. Formaldehit emisyonu olarak adlandırılan bu durumun, bağlayıcının üretim şartları kontrol edilerek kondensasyon reaksiyonlarının tam gerçekleşmesi sağlansa, ara kademede meydana gelen ve bekleme süresince bozunmaya uğrayan katılma ürünleri azaltılsa bile tamamen sıfırlanması mümkün olmamaktadır. Bu nedenle formaldehit bulundurmayan, biyobozunur, çevre dostu, insan sağlığına zarar vermeyen alternatif bağlayıcıların üretilmesi oldukça önemli hale gelmektedir. Bu çalışmada sitrik asit-trietanolamin esterleri üretilerek bimsde bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Sitrik asit/trietanol amin mol oranı 3, 2, 1, 0.5, 0,3 olan bağlayıcılar üretildikten sonra 2 mm-355 µm elek aralığındaki bimsden briketler hazırlanmıştır. Hazırlanan briketler 170°C'de 2 saat ısıtıldıktan sonra gerilme dirençleri tesbit edilmiştir. Ortama farklı amin gruplarının ilave edilmesinin bağlayıcının özelliklerine etkisini belirleyebilmek için, bağlayıcı üretimi esnasında ortama üre ilave edilmiştir. Ürenin mol oranı 2, 1, 0.5 ve 0.25 şeklinde değiştirilmiştir. Elde edilen bağlayıcılardan bims briketleri hazırlanarak 170°C'de 2 saat ısıl işleme tabi tutulduktan sonra gerilme dirençleri belirlenmiştir. En yüksek gerilme direncine sitrik asit/trietanol amin mol oranı 1/1 olan bağlayıcıda ulaşılmıştır (14.32±0.28 MPa). 2 mol ve 1 mol ürenin ilave edildiği bağlayıcılarda gerilme dirençleri düşerken 0.5 ve 0.25 mol üre ilave edilen bağlayıcılarda gerilme direncinde küçük değişimlerin meydana geldiği gözlemlenmiştir. Fosforik asit ve borik asitle de trietanolamin ester bağlayıcıları üretilmiştir. Ancak bu ester bağlayıcılar ile üretilen briketlerin sitrik asit esaslı ester bağlayıcılar ile üretilen briketlere göre gerilme dirençlerinin düşük olduğu gözlemlenmiştir. Dolayısıyla bu amaca en uygun bağlayıcıların sitrik asit esaslı ester bağlayıcılar olduğu tesbit edilmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Biyobağlayıcı,formaldehitsiz bağlayıcı, sitrik asit trietanolamin esteri

Abstract:
Most of the commercial binders used in the wood industry, MDF and chipboard production are formaldehyde-based binders. Both during the production of these binders and after they are turned into the final product by using binders, they decompose and release formaldehyde into the environment. It is not possible to completely reset this situation, which is called formaldehyde emission, even if the production conditions of the binder are controlled and the condensation reactions are fully realized, even if the addition products that occur in the intermediate stage and decompose during the waiting period are reduced.For this reason, it becomes very important to produce alternative binders that do not contain formaldehyde, are biodegradable, environmentally friendly and do not harm human health. In this study, citric acid-triethanolamine esters were produced and used as a binder in pumice.After the binders with citric acid/triethanol amine molar ratio of 3, 2, 1, 0.5, 0.3 were produced, briquettes were prepared from pumice with a sieve range of 2 mm-355 µm. After the prepared briquettes were heated at 170°C for 2 hours, their tensile strength was determined.In order to determine the effect of adding different amine groups to the binder on the properties of the binder, urea was added to the media during binder production. The mole ratio of urea was changed to 2, 1, 0.5 and 0.25.Tensile strengths were determined after pumice briquettes were prepared from the binders obtained and cured at 170°C for 2 hours. The highest tensile strength was achieved in the binder with a mole ratio of citric acid/triethanolamine to 1/1 (14.32±0.28 MPa).While the tensile strengths of the binders to which 2 mol and 1 mol urea are added decrease, small changes in tensile strength have been observed in the binders to which 0.5 and 0.25 mol urea are added. Triethanolamine ester binders have also been produced with phosphoric acid and boric acid. However, it has been observed that the tensile strength of the briquettes produced with these ester binders is lower than the briquettes produced with citric acid-based ester binders. Therefore, it has been determined that the most suitable binders for this purpose are citric acid-based ester binders.

Keywords: Biobinder, formaldehyde-free binder, citric acid triethanolamine ester