Search

Kök, sap, saman, yaprak ve kabuk vb. gibi lignoselülozik hammadde kaynaklarından elde edilebilen nanoselüloz, kullanım potansiyeli ile orman ürünleri alanında önemli bir malzemedir. Tarımsal faaliyetler sonucu ortaya çıkar ve sahip olduğu fiziksel, kimyasal ve morfolojik özellikleri ile kullanıldığı nihai ürünlere olumlu etkiler sağlar. Literatürde nanoselüloz üretim yöntemi olarak sıklıkla kullanılan alkali veya asidik üretim yöntemine nazaran enzimatik hidroliz yöntemi daha az araştırılmıştır. Genel olarak, enzimatik hidroliz yoluyla nanoselüloz üretim süreçleri ile selüloz nanofibriller (CNF) üretilirken, enzimatik olmayan işlemler ile kristal nanoselülozlar (CNC) üretilmektedir. Bu çalışmada ilk kez buğday sapından elde edilen soda-NaBH4 ağartılmış kağıt hamuru liflerine iki farklı enzimatik ön muamele (hemiselülaz Pulpzyme HC 2500 ve selülaz Celluclast 1.5 L ticari enzimleri) ve ardından gerçekleştirilen homojenizasyon işlemi ile CNF elde edilmiş, homojenizasyon işlemi sonrası elde edilen CNF’ nin kimyasal, morfolojik, termal ve reolojik özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Enzimatik ön muamele işlemleri sonrasında gerçekleştirilen HPLC analizleri; artan enzim konsantrasyonlarında yapıdan daha fazla miktarda karbonhidratın uzaklaştırıldığını ve yüksek basınç altında gerçekleştirilen homojenizasyon sonrasında alınan SEM görüntüleri liflerin CNF üretiminde homojen bir şekilde nano boyuta indirgendiğini (ortalama 20-50 nm lif çapı) ortaya koymuştur.

Cellulose based nanomaterials have the great potential to be applied to paper as bulk additive or coating material to improve overall final properties, especially in secondary fiber. In the present work, the effect of applying different kinds of cellulose nanofibrils (CNF) to papers obtained from recycled fibers using size press on physical, mechanical and barrier properties was investigated and compared with the sole use of starch as coating material. The coating process of CNF was carried out by the addition of size press grade starch to coating suspension. As a cellulose source, wheat straw was evaluated and CNF was obtained through oxidative and enzymatic pretreatments. Results indicate that starch/CNF suspension improves the overall paper properties. As a result of the deposition of coating suspension contains of 4 % wt. periodate-oxidized CNF onto paper surface, tensile and burst indices of papersheets increased as 52.2 % and 194.4 %. Significant decreases were observed in air permeability as 69.8 %. Compression tests also have been conducted to evaluate papersheets end-use properties. In comparison to the other pretreated CNF, due to is lower viscosity, applying periodate-oxidized CNF as size press significantly increased the mechanical properties of the papers fabricated from the recycled pulps. TUBITAK-TEYDEBTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [1505]; Scientific and Technological Research Council of Turkey, Technology and Innovation Funding Programs Directorate [1505, 5180044] This work was supported by TUBITAK-TEYDEB 1505 (The Scientific and Technological Research Council of Turkey, Technology and Innovation Funding Programs Directorate 1505), Project No. 5180044. WOS:000703585400013 2-s2.0-85108063350

Son yıllarda, dünya genelinde artan nüfus ile birlikte tarımsal ve endüstriyel faaliyetler giderek artmıştır. Bu faaliyetler sırasında ortaya çıkan organik maddeler, inorganik anyonlar, toksik ağır metaller, zehirli gazlar vb. birçok kirletici çevreye salınmakta ve özellikle sularda önemli derecede kirlilik sorunlarına yol açmaktadır. Bu nedenle çevre dostu ve uygun maliyetli arıtma teknolojilerine ihtiyaç duyulmaktadır. Atık sularda kullanılan adsorpsiyon işlemi çevre dostu arıtma teknolojilerinden biridir. Çeşitli doğal kaynaklardan elde edilebilen selülozik maddeler adsorbanlar olarak kullanılabilmektedir. Atık sularda bulunan organik kirleticiler ve ağır metal iyonlarının adsorpsiyon kapasiteleri kimyasal işlemlerden etkilenmekte olup, modifiye edilmiş selülozun modifiye edilmemiş selüloza göre daha yüksek adsorpsiyon kapasitesi sergilediği bilinmektedir. Bu derlemede, literatürde yer alan çeşitli nanoselüloz esaslı adsorbanların, özellikle atık sularda bulunan boyaların uzaklaştırılmasında sergiledikleri adsorpsiyon kapasiteleri ve bu adsorbanların modifikasyonları sonrasında yapılarının karakterizasyonunda kullanılan FTIR ve SEM analizleri incelenmiştir. Nanoselüloz esaslı adsorbanların atık sulardaki boyaların uzaklaştırılmasında iyi bir potansiyel sergilediği görülmektedir. Çevre kirliliğini minimuma indirmek için ucuz ve daha etkili selüloz esaslı adsorbanların modifikasyonlarla geliştirilebileceği düşünülmektedir.

This work was aimed to develop green composite materials from nanocellulose / Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM) rubber. The obtained green composites were investigated in terms of chemical, thermal, mechanical, morphological, and aging properties. The results obtained in this work showed that the tensile strength and elasticity of the composites decreased with nanocellulose while permanent set values increased. Green composite materials have lower scorch values that means easier and faster vulcanization. Some cracks and staining were seen after 250h aging over 3 phr of nanocellulose whereas the surfaces were not degraded up to 100h weathering. All values are in the range of acceptable limits except for tear strength. Briefly, the study conducted reveals that nanocellulose can be used with EPDM until the concentration of 10.0 phr without any chemical degradation. Thus, sealing profiles used in automotive sector can be produced by nanocellulose/EPDM green composites instead of EPDM rubber. This can be an innovative technology in order to replace petroleum-based materials with bio-degradable materials., Bu çalışmanın amacı nanoselüloz / Etilen Propilen Dien Monomer (EPDM) kauçuktan yeşil kompozit malzemeler geliştirmektir. Elde edilen yeşil kompozitler kimyasal, termal, mekanik, morfolojik ve yaşlanma özellikleri açısından incelenmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, nanoselülozun eklenmesi ile kompozitlerin çekme dayanımı ve elastikiyetleri azalırken, kalıcı deformasyon değerlerinin arttığını göstermektedir. Yeşil kompozit malzemeler daha düşük scorch değerlerine sahiptir, bu da daha kolay ve daha hızlı vulkanize olacakları anlamına gelir. EPDM plakaların yüzeyleri 100 saatlik yaşlanmaya kadar bozulmazken, 250 saat yaşlandırıldıktan sonra 3 phr üzerinde nanoselüloz eklenen plakaların yüzeyinde bazı çatlaklar ve lekelenmeler gözlenmiştir. Yırtılma mukavemeti dışında tüm değerler kabul edilebilir sınırlar aralığındadır. Kısaca yapılan çalışma, nanoselülozun herhangi bir kimyasal bozulma olmaksızın 10.0 phr konsantrasyonuna kadar EPDM ile kullanılabileceğini ortaya koymaktadır. Böylelikle otomotiv sektöründe kullanılan sızdırmazlık profilleri EPDM kauçuk yerine nanoselüloz / EPDM yeşil kompozitler ile üretilebilmektedir. Bu, petrol bazlı malzemeleri biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerle değiştirmek için yenilikçi bir teknoloji olması açısından önemlidir.

The influence of nanofibrillated cellulose (NFC) was investigated as a reinforcing agent to improve strength properties of papersheets fabricated from recycled pulp fibers of mixtures of old newspapers, old magazines, and old corrugated cardboards. To determine the effects of the NFC on the mechanical and physical properties of the recycled pulp papers, cellulose nanofibrils (NFC) were isolated from wheat straw, pretreated chemically and enzymatically (NFC-OX), and then added to the bulk suspensions of papermaking pulp slurries at various percentages. The electrokinetic and drainage properties of the pulps and the mechanical and physical properties of the papersheets were analyzed and compared. As expected, the addition of NFC/NFC-OX significantly increased the strength properties of papers. Papers containing 4% of NFC-OX (periodate pretreated) presented higher increases in tensile index (43%) and burst index (59.3%) than other papers. However, a high addition of NFC/NFC-OX increased the water retention, which is undesirable for papermaking. Hence, with optimum selection of NFC/NFC-OX and process conditions, higher mechanical properties could be acquired without increasing drainage rate. Compared to the other pretreated NFC/NFC-OX types, sodium-periodate-oxidized NFC-OX samples significantly increased the mechanical properties of the papers fabricated from the recycled pulps. TUBITAK-TEYDEBTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [1505, 5180044] The authors would like to thank to KMK Paper Co. for their kind support and provision of recycled pulps. This work was supported by TUBITAK-TEYDEB 1505 (The Scientific and Technological Research Council of Turkey, Technology and Innovation Funding Programs Directorate 1505), Project No. 5180044. WOS:000616046900065

In this this study, bleached kraft pulp fibers was obtained from Eucalyptus camaldulensis wood chips. Then, those bleached kraft pulp fibers were modified with 2,2,6,6-tetramethyl 1-1-piperidinyloxy (TEMPO), N-hydroxyphthalimide (PINO) and periodat (IO4−). Afterward, the obtained samples were passed through high pressure homogenizator to convert them to modified nanocellulose. Chemical and morpohlogical analysis of the obtained products were investigated by using HPLC (High Performance Liquid Chromotography), FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) and SEM (Scanning Electron Microscopy) device. After modifications, it was determined that molecular and amorph structure altered the chemical structure of the samples. Periodate was more effective on glucose over to tetramethyl 1-1-piperidinyloxy and N-hydroxyphthalimide. In the morphological analysis, 2,2,6,6-tetramethyl 1-1-piperidinyloxy caused more effective in that aspect of fibril structure. Studies regarding nano scale have been increased in the last years,. In the present study, nanocellulose productions and their modification were succesfully carried out. When investigated chemical and morphological properties of the obtained modified nanocellulose, it was determined that used chemicals led to different effects on the nanocellulose. In the light of the obtained data, it has been thought that the present study will make extra contribution to the literature., Bu çalışmada, ökaliptus (Eucalyptus camaldulensis) odunyongalarından, ağartılmış kraft hamur lifi elde edilmiştir. Ardından ağartılmışhamur lifi 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oksil (TEMPO), N-hidroksiftalimit(PINO) ve periyodat (IO4−) ile modifiye edilmiştir. Sonrasında elde edilenürünler homojenizatörden geçirilerek nano boyutlara düşürülmüş ve modifiyenanoseluloz elde edilmiştir. Elde edilenmodifiye nanoselülozların, kimyasal özellikleri HPLC (High Performance LiquidChromotography) ve FTIR (Fourier Transform Infrared) ile morfolojik analizleriise SEM (Scanning Electron Microscopy) cihazları kullanılarak belirlenmiştir.Çalışmada modifikasyonlar sonrasında, moleküler ve amorf yapının değiştiğibelirlenmiştir. Periyodat'ın, 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oksil veN-hidroksiftalimit ile karşılaştırıldığında, glukoz üzerinde daha etkin olduğubelirlenmiştir. Morfolojik analizlerde 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oksil’inN-hidroksiftalimit'e ve periyodata oranla lif yapısının boyutsal değişimindedaha etkili olduğu gözlenmiştir. Son yıllarda nano seviyelerde yapılançalışmaların sayısı giderek artış göstermektedir. Çalışmada nano boyutlarasahip nanoselüloz üretimi ve ardından üretilen nanoselülozun modifikasyonubaşarıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda modifiye nanoselülozlarınkimyasal ve morfolojik özellikler incelendiğinde, kullanılan kimyasallarınnanoselüloz üzerinde farklı etkiler meydana getirdiği belirlenmiştir. Eldeedilen bulgular ışığında mevcut çalışmanın literatüre destek sağlayacağıdüşünülmektedir.

Industrial applications of microfibrillated cellulose (MFC) and nanofibrillated cellulose (NFC) have been in use for some time; however, there is a need to improve the production steps and at the same time to obtain better quality products. NFC and MFC were generated from $$\hbox {NaBH}_{4}$$ -modified kraft pulp, produced from a red gum tree plant (Eucalyptus camaldulensis). The generated NFC and MFC were characterized by high-performance liquid chromatography, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and $$^{13}\hbox {C}$$ -nuclear magnetic resonance (NMR). Morphological and viscoelastic properties were investigated by scanning electron microscopy and rheometry, respectively. The storage moduli of biofilms produced from NFC and MFC were investigated by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). Both exhibited mostly identical FTIR spectra. When the spectra were compared with those of $$\hbox {NaBH}_{4}$$ -modified kraft pulp, minor shifts were observed due to crystallinity. In NMR spectra, disordered cellulose structures were observed for both NFC and MFC, and these findings were also confirmed by differential scanning calorimetry. Rheology studies revealed that the lowest viscosity was observed with MFC. TGA results showed that NFC degraded earlier compared with $$\hbox {NaBH}_{4}$$ -modified kraft pulp. DMTA exhibited that NFC films had about six times higher storage modulus compared with MFC.