Borik asit ve sodyum borhidrür'ün geri kazanılmış selüloz lifleri üzerine etkisinin araştırılması
A study of the effection of boric acid and sodium borohydride on recycled cellulose fibers
Yazar: MUSTAFA YILMAZ
Danışman: PROF. DR. HALİL TURGUT ŞAHİN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Selüloz canlı organizmalar tarafından sentezlenen ve odun hammaddesinin büyük bir kısmını oluşturan en önemli doğal polimerlerden birisidir. Ayrıca kağıdın ana hammaddesini ve sayfa yapısını oluşturan iskelet elemanıdır. Kağıt üretimi sırasından selülozun su tutma özelliğinden faydalanılarak safiha oluşturulur. Atık kağıtların tekrar tekrar geri kullanımı, selülozun şişme ve saçaklanma özelliğinden bir kısmını kaybederek, yeniden kağıt uygulaması sırasında bazı direnç ve optik özelliklerinin değişmesine neden olmaktadır. 
Bu tez çalışmasında, selülozun liflerinde ve sayfa yapısında oluşan değişiklikleri araştırmak amacıyla, sodyumborhidrür ve borik asit (bor bileşikleri) kullanılmıştır. Rutubet miktarı dikkate alınarak 120 gr/m2 gramajında 1., 2., ve 3., 4., ve 5., geri dönüşüm işlemine yetecek kadar sayfalar Tappi Standartlarına  (T-202 ve T-205) uygun olarak test kâğıtları, labaratuvar tipi British Sheet Former makinesinde yapılmıştır. Her bir geri dönüşüm aşamasında en az 10 adet numune fiziksel ve direnç testleri için ayrılmıştır. Kalan test kâğıtları ise yeniden liflendirme/hamur açma işlemine tabii tutularak daha sonraki adımlarda kullanılmıştır.  Örnek olarak %5 ve %10 konsantrasyonlarında bor bileşiğinin kağıt üretiminde kimyasal etkisinin araştırılması için 1. geri dönüşüm aşamasında 60 adet test kâğıdı yapılmış, herbir geri dönüşüm çeviriminde 10'ar adet ayrılarak testler yapılmıştır. Laboratuvar ortamında üretilen test kağıtlarına, mekanik ve fiziksel testlerden patlama testi, kopma testi, oluklu mukavva orta tabaka testi (CMT), şerit kırma testi (SCT), kağıt su emme derecesi (Cobb) testleri ile renk ve optik testler yapılmıştır. 
Genel olarak geri dönüşüme uğramış liflerden üretilen kâğıtların yoğunluklarının azaldığı anlaşılmıştır. Ayrıca kâğıtların kopma ve patlama direnç değerlerinin geri dönüşüm sayısına bağlı olarak azalış gösterdiği anlaşılmıştır. Sodyum borhidrür ile işlem görmüş sekonder liflerden üretilen kâğıtların yoğunluk değerlerinde genel olarak arttığı ve genel olarak, Sodyum borhidrür ile işlem görmüş sekonder liflerden üretilen kâğıtların hacimlilik değerleri aynı işlem basamağındaki kontrol ve borik asit işlem basmalarından daha yüksek olduğu anlaşılmıştır. Bu durum, Sodyum borhidrür'ün sekonder selülozik lifler üzerine liflerin fiziksel özelliklerinin değişimi üzerine borik asitten daha etkili olduğunu açıklaması bakımından önemlidir.
Deneysel sonuçlardan, geri dönüşüm sayısının ve bor bileşiği tipi (borik asit veya sodyum borhidrür) ve oranının, kâğıtların toplam renk değerlerinde sadece sınırlı değişiklikle sebep oldukları (çoğunlukla < 1)anlaşılmıştır.  Bu durum kullanılan bor bileşiklerinin kâğıtların renk değerlerini önemli derecede değiştirmediğinin anlaşılması bakımından önemlidir. Ayrıca, kâğıt geri dönüşüm esnasında, kirletici olabilecek herhangi bir dolgu/katkı maddesi ile baskı ve yazım işleri uygulanmamış olduğundan, kâğıt sayfa yapılarında optik özelliklerde görülen değişimler normal ve kabul edilebilir sınırlar içerisinde bulunduğu söylenebilir.

Abstract:
Cellulose is a key natural polymer that is synthesized by organisms and exists mainly in wood raw material. Also, cellulose is the main source of paper and forms sheet matrix structure. During the paper process lamina were established by utilizing cellulose's water catch feature. Reusing of papers usually cause changes on resistance and optic properties in manufactured paper due to cellulose lost partially swelling and becoming eaves situation. 
In this thesis, sodium borohydride and boric acid (boron composites) were used in order to research happening differences in cellulose fibers and sheet structure. Considering the vapor amount in the area, appropriate number of test samples were prepared by laboratory scale British Sheet Former Machine in Tappi Standarts (T-202 and T-205), which reach 120 gr/m2 density. At least 10 paper samples were reserved for physical and resistance tests at the end of each step of the recycle process. Rest of paper samples were subjected to re-fiber process/roll-out-dough and used in other steps. For instance, at the beginning of tests, slightly over 60 samples were prepared for each different composes (with 5% and 10% boron composites) to figure out how changes happen, furthermore, every recycling steps test samples were held ten each and gone to examine. Processed papers in the laboratory condition were carried out bursting test, corrugating medium test, yielding test, short span compression test and cobb test as mechanical and physical tests with color and optical tests.
It is obvious that, papers made by recycled fibers lost their density. Moreover, the yield point and bursting point of the samples were decreased counting on the number of cycles of the recycle process. Papers which are composed with sodium borohydride and secondary fibers saw an increase in their density rates, in accordance with their volume rate were observed higher than control and boric acid-based paper samples at the same recycling steps. Thus, it is important that sodium borohydride were more influential than boric acid on secondary fibers on the changing of their physical properties.  
In conclusion, number of recycling, type of boron composites and their concentration rate caused limited changes in the color value ( frequently less than 1). This is significant explanation that additives do not affect papers' from this aspect however, during the recycling process, optical changes were observed among normal rates because of test samples were not contaminated by any kind of matter and did not use for printing and orthography process.