Research Article
BibTex RIS Cite

Atık gazete kağıdı liflerinin biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği

Year 2022, Volume: 23 Issue: 1, 44 - 50, 16.05.2022
https://doi.org/10.17474/artvinofd.1027482

Abstract

Bu çalışmada, polilaktik asidin (PLA) atık gazete kãğıdı lifi (AGKL) ile kullanılabilirliği araştırılmıştır. Mekanik, termal ve optik özellikler açısından incelenmiştir. Plastik kompozitlerin eğilme direnci sonuçları incelendiğinde atık gazete kãğıdı lifi oranının eğilme direncini azalttığı tespit edilmiştir. Plastik kompozitlerin eğilmede elastikiyet modülü, ilave edilen lif miktarı ile artmıştır. Atık gazete kãğıdı ilavesi ile çekme dirençleri azalmıştır. Ortama ilave edilen atık gazete kãğıdı lifi ile termal dayanım daha da azalmıştır. DSC analiz sonuçları incelendiğinde atık gazete kãğıdı lifinin camsı geçiş sıcaklığını 1 ˚C düşürdüğü ve soğumayı yavaşlattığı görülmüştür. FTIR-ATR karakterizasyonu ile PLA ile AGKL’nin karakteristik piklerinin benzer bağ türlerinden dolayı üst üste çakıştığı tespit edilmiştir. PLA geçirgen bir malzeme iken optik özelliklerde AGKL ilavesi ile geçirgenlik azalmıştır. Bu nedenle %10 lif ilave edildiğinde ISO parlaklığı kontrole göre %55' ten %5.15' e düşmüş, lif oranı %30’a çıkarıldığında ise parlaklık %6.07' ye yükselmiştir. Sonuç olarak PLA ve atık gazete kãğıdını birlikte kullanımının olumlu etkisi olduğu tespit edilmiştir. AGKL ve PLA'nın diğer termoplastiklere göre birbiriyle çok daha uyumlu ve doğada kolayca parçalanabilen iki bileşen olduğu görülmüştür.

Supporting Institution

Karadeniz Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

8464

Thanks

Bu çalışma Karadeniz Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje numarası FBA-2020-8464 dir. Ayrıca, bu çalışma Hüseyin Emrah YILDIZ’ın Artvin Çoruh Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Orman Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı’ndaki “Atık Gazete Kağıdı Liflerinin Polilaktik Asit Kompozitlerinde Değerlendirilmesi” başlıklı yüksek lisans tezinden üretilmiştir.

References

  • ASTM D 638 (2004) Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • ASTM D 790 (2004) Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • Chaharmahali M, Mirbagheri J, Tajvidi M, Najafi SK, Mirbagheri (2010) Mechanical and physical properties of wood-plastic composite panels. Journal of Reinforced Plastics and Composites 29:310-319.
  • Güler Ç, Çobanoğlu Z (1997) Plastikler: Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi, No:46, Ankara, ISBN 975-8088-51-3.
  • Gümüşderelioğlu M, Kesgin D (2004) Çevreyle dost polimerler. Bilim ve Teknik 438: 82-84.
  • Gümüşderlioğlu M (2012) Biyoplastikler. Polimer Bilim ve Teknolojisi, Ders Notları, Hacettepe Üniversitesi, 76-79.
  • Huda MS, Mohanty A, Drzal LT, Misra M (2005a) Mechanical and thermo–mechanical studies of poly(lactic acid) PLA/talc/recycled newspaper fiber hybrid composites,In: Global Environmental Conference, USA, 1-12.
  • Huda MS, Drzal LT, Misra M, Mohanty AK, Williams K, Mielewski DF (2005b) A study on biocomposites from recycled newspaper fiber and poly(lactic acid).Industrial &Engineering Chemistry Research 44:5593-5601.
  • ISO/ DIS 2470 (1997) Paper, Board and Pulps- Measurement of Diffuse Blue Reflectance Factor (ISO Brightness).
  • ISO/CD 5631 (2015) Paper and Board-Determination of Colour by Diffuse Reflectance –Part 1:Indoor Daylight Conditions(C/2 degrees).
  • Liang CY, Marchessault RH (1959) Infraredspectra of crystallinepolysaccharides. 2 Nativecellulose in theregionfrom 640 to 1700cm-1. Journal of Polymer Science 39:269-278.
  • Luengo JM, Garciá B, Sandoval A, Naharro G, Olivera ER (2003) Bioplastics from microorganisms. Current Opinion in Microbiology 6: 251–260.
  • Mandelkern L (1964) Crystallization of Polymer. Series in Advanced Chemistry. New York: McGraw-Hill. Marchessault RH, Liang CY (1962) Theinfraredspectra of crystallinepolysaccharides VIII. Xylans. Journal of PolymerScience 59:357-378.
  • Özdemir N, Erkmen J (2013) Yenilenebilir biyoplastik üretiminde alglerin kullanımı. The Black Season Journal of Sciences 3 (8): 89-104.
  • Park CW, Youe WJ, Kim SJ, Han SY, Park JS, Lee EA, Kwon GJ, Kim YS, Kim NM, Lee SH (2019) Effect of lignin plasticization on physico-mechanical properties of lignin/poly(lacticAcid) composites. Polymers 11:2089.
  • Pei L, Schmidt M, Wei W (2011) Conversion of biomass into bioplastics and their potential environmental impacts. Biotechnology of Biopolymers 3:58- 74.
  • Pesman E, Güleç T (2019)The effects of ink presence on mechanical, physical, morphological and thermal properties of office and newspaper fiber-polypropylene composites. Materiasl Science (Medziagotyra) 25(2):195-201.
  • Peşman E, Şahinbaş S (2017) Alkali muamele edilmiş eski gazete kağıdı lifleri ile takviye edilmiş yüksek yoğunluklu polietilen kompozitlerinin fiziksel, mekanik ve termal özellikleri, In: IV. IMCOFE International Multidisciplinary Congress of Eurasia, Roma.
  • Rahman MM, Afrin S, Haque P, Islam MM, Islam MS, Gafur MA (2014) preperation and characterization of jute cellulose crystals-reinforced poly(l-lacticacid) biocomposite for biomedical applications. International Journal of Chemical Engineering 842147.
  • Sarasa J, Gracia JM, Javierre C (2008) Study of the biodisintegration of a bioplastic material waste. Bioresource Technology 100: 3764-3768.
  • Shen L, Haufe J, Patel M (2009) Product overview and market projection of emerging bio-based plastics. Copernicus Institute for Sustainable Development and Innovation.
  • Tekinalp HL, Meng X, Lu Y, Kunc V, Love LJ, Peter WH, Ozcan A (2019) High modulus biocomposites via additive manufacturing: Cellulosenanofibril networks as “microsponges”. Composites Part B 173:106817.
  • Wang G, Zhang D, Li B, Wan G, Zhao G, Zhang A (2019) Strong and thermal-resistance glass fiber-reinforced polylacticacid (PLA) composites enabled by heat treatment. International Journal of BiologicalMacromolecules 129:448-459.
  • Yang H, Yan R, Chen H, Lee DH, Zheng C (2007) Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel 86(12):1781-1788.
  • Zabihzadeh SM (2010) Flexural properties and orthotropic swelling behavior of bagasse/thermoplastic composites. Bioresources 5(2):650-660.
  • Zhang X, Li S, Xu C, Li J, Wang Z (2020) Study on mechanical and the thermal properties of poly(lacticacid)/office wastepaper fiber composites. Journal of Applied Polymer Science e49390.

The usability of old newspaper fibers in the production of biocomposite

Year 2022, Volume: 23 Issue: 1, 44 - 50, 16.05.2022
https://doi.org/10.17474/artvinofd.1027482

Abstract

In this study, the usability of polylactic acid (PLA) with recycled newspaper fiber was investigated. It was examined in terms of mechanical, thermal and optical properties. When the results of flexural strength values of plastic composites were examined, it was determined that the ratio of recycled newspaper fiber decreased the flexural resistance. The flexural modulus of elasticity of plastic composites increased with the amount of added fiber. The tensile strengths decreased with the addition of recycled newspaper fiber. The thermal resistance decreased further with the recycled newspaper fiber added to the medium. When the DSC analysis results were examined, it was observed that the glass transition temperature of the recycled newspaper paper fiber decreased by 1 ˚C and slowed down the cooling. With FTIR-ATR characterization, it was determined that the characteristic peaks of PLA and recycled newspaper fiber overlapped due to similar bond types. While PLA is a permeable material, the permeability for optical properties decreased with the addition of fiber. Therefore, the SO brightness decreased from 55% to 5.15% with 10% fiber addition compared to the control, and the brightness increased to 6.07% by increasing the ratio to 30%. As a result, it has been determined that there is no harm in using PLA and waste newspaper fiber together, and it has a positive effect. It has been seen that recycled newspaper and PLA are two organic components that are much more compatible with each other than other thermoplastics and that they are easily degradable in nature.

Project Number

8464

References

  • ASTM D 638 (2004) Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • ASTM D 790 (2004) Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • Chaharmahali M, Mirbagheri J, Tajvidi M, Najafi SK, Mirbagheri (2010) Mechanical and physical properties of wood-plastic composite panels. Journal of Reinforced Plastics and Composites 29:310-319.
  • Güler Ç, Çobanoğlu Z (1997) Plastikler: Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi, No:46, Ankara, ISBN 975-8088-51-3.
  • Gümüşderelioğlu M, Kesgin D (2004) Çevreyle dost polimerler. Bilim ve Teknik 438: 82-84.
  • Gümüşderlioğlu M (2012) Biyoplastikler. Polimer Bilim ve Teknolojisi, Ders Notları, Hacettepe Üniversitesi, 76-79.
  • Huda MS, Mohanty A, Drzal LT, Misra M (2005a) Mechanical and thermo–mechanical studies of poly(lactic acid) PLA/talc/recycled newspaper fiber hybrid composites,In: Global Environmental Conference, USA, 1-12.
  • Huda MS, Drzal LT, Misra M, Mohanty AK, Williams K, Mielewski DF (2005b) A study on biocomposites from recycled newspaper fiber and poly(lactic acid).Industrial &Engineering Chemistry Research 44:5593-5601.
  • ISO/ DIS 2470 (1997) Paper, Board and Pulps- Measurement of Diffuse Blue Reflectance Factor (ISO Brightness).
  • ISO/CD 5631 (2015) Paper and Board-Determination of Colour by Diffuse Reflectance –Part 1:Indoor Daylight Conditions(C/2 degrees).
  • Liang CY, Marchessault RH (1959) Infraredspectra of crystallinepolysaccharides. 2 Nativecellulose in theregionfrom 640 to 1700cm-1. Journal of Polymer Science 39:269-278.
  • Luengo JM, Garciá B, Sandoval A, Naharro G, Olivera ER (2003) Bioplastics from microorganisms. Current Opinion in Microbiology 6: 251–260.
  • Mandelkern L (1964) Crystallization of Polymer. Series in Advanced Chemistry. New York: McGraw-Hill. Marchessault RH, Liang CY (1962) Theinfraredspectra of crystallinepolysaccharides VIII. Xylans. Journal of PolymerScience 59:357-378.
  • Özdemir N, Erkmen J (2013) Yenilenebilir biyoplastik üretiminde alglerin kullanımı. The Black Season Journal of Sciences 3 (8): 89-104.
  • Park CW, Youe WJ, Kim SJ, Han SY, Park JS, Lee EA, Kwon GJ, Kim YS, Kim NM, Lee SH (2019) Effect of lignin plasticization on physico-mechanical properties of lignin/poly(lacticAcid) composites. Polymers 11:2089.
  • Pei L, Schmidt M, Wei W (2011) Conversion of biomass into bioplastics and their potential environmental impacts. Biotechnology of Biopolymers 3:58- 74.
  • Pesman E, Güleç T (2019)The effects of ink presence on mechanical, physical, morphological and thermal properties of office and newspaper fiber-polypropylene composites. Materiasl Science (Medziagotyra) 25(2):195-201.
  • Peşman E, Şahinbaş S (2017) Alkali muamele edilmiş eski gazete kağıdı lifleri ile takviye edilmiş yüksek yoğunluklu polietilen kompozitlerinin fiziksel, mekanik ve termal özellikleri, In: IV. IMCOFE International Multidisciplinary Congress of Eurasia, Roma.
  • Rahman MM, Afrin S, Haque P, Islam MM, Islam MS, Gafur MA (2014) preperation and characterization of jute cellulose crystals-reinforced poly(l-lacticacid) biocomposite for biomedical applications. International Journal of Chemical Engineering 842147.
  • Sarasa J, Gracia JM, Javierre C (2008) Study of the biodisintegration of a bioplastic material waste. Bioresource Technology 100: 3764-3768.
  • Shen L, Haufe J, Patel M (2009) Product overview and market projection of emerging bio-based plastics. Copernicus Institute for Sustainable Development and Innovation.
  • Tekinalp HL, Meng X, Lu Y, Kunc V, Love LJ, Peter WH, Ozcan A (2019) High modulus biocomposites via additive manufacturing: Cellulosenanofibril networks as “microsponges”. Composites Part B 173:106817.
  • Wang G, Zhang D, Li B, Wan G, Zhao G, Zhang A (2019) Strong and thermal-resistance glass fiber-reinforced polylacticacid (PLA) composites enabled by heat treatment. International Journal of BiologicalMacromolecules 129:448-459.
  • Yang H, Yan R, Chen H, Lee DH, Zheng C (2007) Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel 86(12):1781-1788.
  • Zabihzadeh SM (2010) Flexural properties and orthotropic swelling behavior of bagasse/thermoplastic composites. Bioresources 5(2):650-660.
  • Zhang X, Li S, Xu C, Li J, Wang Z (2020) Study on mechanical and the thermal properties of poly(lacticacid)/office wastepaper fiber composites. Journal of Applied Polymer Science e49390.
There are 26 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Forest Industry Engineering
Journal Section Research Article
Authors

Emrah Peşman 0000-0003-0189-4715

Hüseyin Emrah Yıldız 0000-0001-7122-2450

Sevda Boran Torun 0000-0001-5403-1150

Ayfer Dönmez Çavdar 0000-0002-9084-2265

Project Number 8464
Publication Date May 16, 2022
Acceptance Date January 19, 2022
Published in Issue Year 2022Volume: 23 Issue: 1

Cite

APA Peşman, E., Yıldız, H. E., Boran Torun, S., Dönmez Çavdar, A. (2022). Atık gazete kağıdı liflerinin biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 23(1), 44-50. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1027482
AMA Peşman E, Yıldız HE, Boran Torun S, Dönmez Çavdar A. Atık gazete kağıdı liflerinin biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği. ACUJFF. May 2022;23(1):44-50. doi:10.17474/artvinofd.1027482
Chicago Peşman, Emrah, Hüseyin Emrah Yıldız, Sevda Boran Torun, and Ayfer Dönmez Çavdar. “Atık Gazete kağıdı Liflerinin Biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği”. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 23, no. 1 (May 2022): 44-50. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1027482.
EndNote Peşman E, Yıldız HE, Boran Torun S, Dönmez Çavdar A (May 1, 2022) Atık gazete kağıdı liflerinin biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 23 1 44–50.
IEEE E. Peşman, H. E. Yıldız, S. Boran Torun, and A. Dönmez Çavdar, “Atık gazete kağıdı liflerinin biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği”, ACUJFF, vol. 23, no. 1, pp. 44–50, 2022, doi: 10.17474/artvinofd.1027482.
ISNAD Peşman, Emrah et al. “Atık Gazete kağıdı Liflerinin Biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği”. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 23/1 (May 2022), 44-50. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1027482.
JAMA Peşman E, Yıldız HE, Boran Torun S, Dönmez Çavdar A. Atık gazete kağıdı liflerinin biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği. ACUJFF. 2022;23:44–50.
MLA Peşman, Emrah et al. “Atık Gazete kağıdı Liflerinin Biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği”. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, vol. 23, no. 1, 2022, pp. 44-50, doi:10.17474/artvinofd.1027482.
Vancouver Peşman E, Yıldız HE, Boran Torun S, Dönmez Çavdar A. Atık gazete kağıdı liflerinin biyokompozit üretiminde kullanılabilirliği. ACUJFF. 2022;23(1):44-50.
Creative Commons License
Artvin Coruh University Journal of Forestry Faculty is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.