Research Article

CMC Esaslı Hidrojel Üretimi için Fenton ile Oksitlenmiş ve Mekanik Rafinasyona Uğratılmış Selüloz ile Sürdürülebilir Takviyesi

Volume: 27 Number: 2 August 30, 2025
TR EN

CMC Esaslı Hidrojel Üretimi için Fenton ile Oksitlenmiş ve Mekanik Rafinasyona Uğratılmış Selüloz ile Sürdürülebilir Takviyesi

Öz

Fenton oksidasyonu mikro ve nano ölçekli selüloz üretimi öncesinde sarf edilen enerji miktarını azaltmasıyla son yıllarda dikkat çeken konu başlıklarından biri olmuştur. Bu kimyasal ön işlem sayesinde lifler mekanik prosesler süresince daha kolay işlenirken, aynı zamanda liflerin yüzey alanlarının arttığı bulunmuştur. Bu çalışmada karboksimetil selüloz (KMS) esaslı hidrojel üretiminde katkı maddesi olarak kullanılan selülozun fenton oksidasyonu ile ön işleme tabi tutulmasının hidrojel özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır. Selüloza ayrıca PFI veya kolloid değirmenleri ile mekanik ön işlemden de geçirilmiştir. FTIR, DSC ve SEM ile karakterize edilen hidrojellerin çeşitli sıvılar içerisindeki şişme performansları karşılaştırılmıştır. Ayrıca hidrojel üretiminde iki farklı tip sitrik asit (SA) ve epiklorohidrin (EKH) çapraz bağlayıcı kullanılmış, çapraz bağlayıcıların da hidrojel üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Her iki çapraz bağlayıcı ile hidrojel üretimi başarı ile sonuçlanmış, çapraz bağlayıcı tipine göre FTIR spektrumlarında doğrulama yapılmıştır. Uygulanan fenton oksidasyonu sayesinde, hidrojelin şişme performansına kullanılan selülozdan kaynaklanan olumsuz etkiler sınırlandırılmıştır. Analizler sonucunda selüloz içermesine rağmen hidrojelin kendi kütlesinin 58 katına kadar sıvı absorplayabildiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu

Project Number

215O313

Ethical Statement

Kontrol grubu örneklerinin verileri daha önce grubumuzun başka bir çalışmasında kullanılmıştır. Büyüküstün, A. D., Erisir, E. ve Gümüşkaya, E. (2025). Swelling capacity in carboxymethylcellulose-cellulose hybrid hydrogels: the effects of oxidation with zinc chloride and refining on cellulose used as reinforcement. Drewno. Prace naukowe. Doniesienia. Komunikaty, 68(215). Bu çalışma, bilimsel araştırma ve yayın etiği ilkelerine uygun olarak yürütülmüştür.

Thanks

Yazarlar, bu çalışmayı 1001 Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı (Proje No: 215O313) aracılığıyla finanse eden Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu'na teşekkür eder.

References

  1. Abidi, N., Cabrales, L. ve Haigler, C. H. (2014). Changes in the cell wall and cellulose content of developing cotton fibers investigated by FTIR spectroscopy. Carbohydrate Polymers, 100, 9-16. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.01.074
  2. Ahmad, S., Sabir, A. ve Khan, S.M. (2023). Synthesis and characterization of pectin/carboxymethyl cellulose-based hybrid hydrogels for heavy metal ions adsorption. Chemical Papers, 77, 4165-4177. https://doi.org/10.1007/s11696-023-02767-7
  3. Ämmälä, A., Sirviö, J.A. ve Liimatainen, H. (2022). Pine sawdust modification using Fenton oxidation for enhanced production of high-yield lignin-containing microfibrillated cellulose. Industrial Crops and Products. 186, 115196. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115196
  4. Barbucci R., Magnani A. ve Consumi M. (2000) Swelling behavior of carboxymethylcellulose hydrogels in relation to cross-linking, pH, and charge density. Macromolecules, 33(20), 7475-7480. https://doi.org/10.1021/ma0007029
  5. Büyüküstün, A. D., Erisir, E. ve Gümüşkaya, E. (2025). Swelling capacity in carboxymethylcellulose-cellulose hybrid hydrogels: the effects of oxidation with zinc chloride and refining on cellulose used as reinforcement. Drewno. Prace naukowe. Doniesienia. Komunikaty, 68(215).
  6. Chen, Y., Wang, Y., Wan, J. ve Ma, Y. (2010). Crystal and pore structure of wheat straw cellulose fiber during recycling. Cellulose, 17(2), 329-338. https://doi.org/10.1007/s10570-009-9368-z
  7. Duan, L., Liu, R. ve Li, Q. (2020). A More Efficient Fenton Oxidation Method with High Shear Mixing for the Preparation of Cellulose Nanofibers. Starch-starke, 72, 1900259. https://doi.org/10.1002/star.201900259
  8. Fan M., Dai D. ve Huang B. (2012) Fourier transform infrared spectroscopy for natural fibres. In: Salih S (ed) Fourier Transform - Materials Analysis. InTechOpen, Rijeka, 45-68. https://doi.org/10.5772/35482

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Fiber and Paper Technology , Forest Products Chemistry

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

August 22, 2025

Publication Date

August 30, 2025

Submission Date

June 5, 2025

Acceptance Date

August 4, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 27 Number: 2

APA
Büyüküstün, A. D., Gümüşkaya, E., & Erişir, E. (2025). CMC Esaslı Hidrojel Üretimi için Fenton ile Oksitlenmiş ve Mekanik Rafinasyona Uğratılmış Selüloz ile Sürdürülebilir Takviyesi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 27(2), 331-346. https://doi.org/10.24011/barofd.1715213

 

Journal of Bartin Faculty of Forestry Editorship,

Bartin University, Faculty of Forestry, Dean Floor No:106, Agdaci District, 74100 Bartin-Turkey.

Fax: +90 (378) 223 5077, Fax: +90 (378) 223 5062,

E-mail: bofdergi@bartin.edu.tr