Atık kâğıtların lif morfolojik özelliklerinin geri dönüştürülmüş kâğıtların bazı özellikleri üzerindeki etkisi
The effect of fiber morphological properties of waste papers on some properties of recycled papers
Yazar: BEYZA KARABULUT
Danışman: PROF. DR. GÜLNUR MERTOĞLU ELMAS
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Orman Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Atık kağıt = Waste paper ; Lif morfolojisi = Fiber morphology ; Yeniden kazanma = Recycling

Özet:
Atık kâğıtların geri dönüşümde hammadde olarak kullanılması günden güne artmaktadır. Bu çalışma kapsamında SKSV ve Halkalı Kâğıt Karton San. Ve Tic. A.Ş'nin, EN 643 standardı çerçevesinde Türkiye versiyonu olarak düzenlenen atık kağıt ve kartonun hammadde sınıflandırması esas alınarak atık kağıt sınıfları belirlenmiş ve bu örneklere mekanik geri dönüşüm prosesi uygulanmıştır.
Atık kağıtların, geri dönüştürülmüş kâğıtlar üzerindeki etkisini belirlemek için kullanılan kalite kontrol parametreleri; lif morfolojik özellikleri, lif boyutları arasındaki ilişkiler, SEM görüntüleri, FTIR analizi, TGA analizi, temel özellikler, direnç özellikleri, kül tayini, kırıntı lif tayini, yüzey özellikleri, optik özellikleri ve kirlilik tayinidir.
İncelemeler sonucunda; atık kâğıtlar ve geri dönüştürülmüş kâğıtlarda lif boylarının, lif genişliğinin ve lif çeper kalınlığının geri dönüşümle azaldığı tespit edilmiştir. SEM görüntülerinde; geri dönüşümle çoğu örnekte boşlukların arttığı saptanmıştır. Geri dönüşüm gerçekleşmesine rağmen FTIR analizinde, selülozun kristal bölgelerinde değişim olmadığı, ancak içerisinde mürekkep ve kuşe barındıran örneklerin selüloz ile etkileşime girerek pikleri kaydırabileceği düşünülmüştür.
Geri dönüştürülmüş kâğıtların kopma indisi 13,3-30,6 N.m/g, yırtılma indisi 3,6-9,0 mN.m2/g, patlama indisi 0,3-1,9 kPa.m²/g ve Z yönde çekme direnci 41,5-115,6 kPa arasında değişim gösterdiği tespit edilmiştir. Geri dönüşüm prosesi ile kopma indisi, patlama indisi ve Z yönde çekme direncinin azaldığı, yırtılma indisinin ise bazı örneklerde bireysel lif dirençlerinin artmasına bağlı olarak artış gösterdiği saptanmıştır.
Geri dönüştürülmüş kâğıtlarda kirliliği yüksek olan örneklerin ISO parlaklık, CIE beyazlık olmak üzere çoğu optik özelliğinin düştüğü gözlemlenmiştir.
Sınıflandırılmış hammadde atık kâğıtların geri dönüştürme sirkülasyonunda lif boyutları arasındaki ilişkiden hareketle direnç özelliklerini tahmin etme simülasyonunun yapılabileceği ve kalite parametreleri üzerindeki olumlu etkisinin oldukça belirleyici olduğu tespit edilmiştir. Sınıflandırılmış oluklu mukavva atıklarının ise öngörü ile direnç özelliklerinin değerlendirilemeyeceği ancak geri dönüşüm sirkülasyonunu devam ettirilebileceği belirlenmiştir.
Bu çalışma İstanbul Üniversitesi - Cerrahpaşa Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir.

Abstract:
The use of waste paper as a raw material in recycling is increasing day by day. Within the scope of this study, waste paper classes were determined based on the raw material classification of waste paper and cardboard, which was organized as the Turkish version of SKSV and Halkalı Paper Carton Industry And Trade Inc. within the framework of EN 643 standard, and mechanical recycling process was applied to these samples.
Quality control parameters used to determine the impact of waste paper on recycled papers; fiber morphological properties, relationship between fiber dimensions, SEM images, FTIR analysis, TGA analysis, basic properties, strength properties, ash determination, fine determination, surface properties, optical properties and dirt determination.
As a result of the investigations; it was determined that fiber length, fiber width and fiber wall thickness decreased with recycling in waste papers and recycled papers. In SEM images; it was found that voids increased in most samples with recycling. Although recycling occurred, it was thought that there was no change in the crystal regions of the cellulose in the FTIR analysis, but that the samples containing ink and coating material could interact with the cellulose and shift the peaks.
Recycled papers have been determined that a tensile index of 13.3-30.6 N.m/g, a tear index of 3.6-9.0 mN.m2/g, burst index of 0.3-1.9 kPa.m²/g and tensile strength in the Z direction 41.5-115.6 kPa. It was determined that the tensile index, burst index and tensile strength in the Z direction decreased with the recycling process, while the tear index increased in some samples due to the increase in individual fiber strengths.
It has been observed that most of the optical properties, including ISO brightness and CIE whiteness, of samples with high dirt in recycled papers have decreased.
It has been determined that in the recycling circulation of the classified raw material waste papers, it is possible to simulate the estimation of the strength properties based on the relationship between fiber dimensions and its positive effect on the quality parameters is quite decisive. It has been determined that the strength properties of classified waste corrugated cardboard cannot be evalueted with foresight, but the recycling circulation can be continued.
This study was funded by Scientific Research Projects Coordination Unit of Istanbul University-Cerrahpasa.