TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri (Kimyegerlik,Kimya Öğretmenliği,Kimya Mühendisliği,Biyomühendislik) Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı Kimya-3 (ÇALIŞTAY 2012) KIRMIZI TOZ BİBER(Capsicum annum L.) VE DOMATES(Lycopersiconesculentum) SUYUNDAN ÇEġĠTLĠ MORDAN YÖNTEMLERĠ ĠLE YÜN BOYAMA VE HASLIK DEĞERLERĠNĠN KARġILAġTIRILMASI Meryem BAKRAÇ Fatma AKDAN DANIŞMANLAR Prof.Dr.Hüseyin KARACA Doç.Dr.Esvet AKBAŞ MALATYA 29 Haziran 8 Temmuz 2012
GRUP BOYACILAR Kırmızı Toz Biber(Capsicum annum L.) ve Domates (Lycopersiconesculentum) suyundan çeģitli mordan yöntemleri ile yün boyama ve haslık değerlerinin karģılaģtırılması
1. Boya ve boyar madde 2. Mordan 3. Projenin amacı 4. Metod 5. Deneyin yapılışı 6. Deney sonuçları 7. Sonuçların değerlendirilmesi ĠÇERĠK
1. Boya ve boyar madde Cisimlerin yüzeyinin dıs tesirlerden korunması ya da güzel bir görünüm alması için renkli hale getirilmesinde kullanılan maddelere boya denir. Boyar madde, cisimlerin (kumas, elyaf,yün v.b.) renkli hale getirilmesinde kullanılan maddelere denir[1].
2. Mordan Mordanlar, boyar maddelerin bağlanmasını sağlamak veya boya etkisini güçlendirmek için aracı olarak kullanılan maddelerdir. Mordanlar, genellikle metal tuzları olup karışımın ph ını düzenleyerek kullanılan renk maddelerinin boyanacak malzemeye yapışmasını ve uzun süre ayrılmamasını sağlar[2].
3. Projemizin Amacı Kırmızı toz biber ve domates suyu karışımdan boya çözeltisi hazırlayarak farklı mordan yöntemlerine göre yün üzerinde değişik tonlarda renkler elde etmek Boyama materyalinin haslık özelliklerini yöntemlere göre karşılaştırarak boyama için en uygun ortamı seçmek. Sentetik boyama maddelerine alternatif olarak belirlenen uygun doğal boyama koşullarının tekstil sektöründe uygulanabilirliğine teşvik edici bir adım oluşturmak. Ülkemiz doğal zenginlikleri hakkında farkındalık oluşturarak Neyi, Nerede ve Ne şekilde kullanabiliriz sorusuna üzerimize düşecek şekilde bir nebze de olsa cevap verebilmek. Daha az kimyasal madde, zararlı atık, enerji ve su kullanarak çevre dostu tekstil ürünlerine renk sağlayabilmek.
4. Kullanılan Metodlar Ön Mordanlama ile boyama Birlikte Mordanlama ile boyama Son Mordanlama ile boyama NaCl ile Mordanlama ile boyama Üre-Amonyak- Kalsiyum hidrojen fosfat ile boyama Üre-Amonyak-Glisin ile boyama Potasyum sodyum tartarat ile boyama
Kırmızı toz biber Kırmızı biber dünyanın çeşitli ülkelerinde açıkta ve örtü altında yetiştiriciliği yapılan,tüketici,üretici ve işleme endüstirisi açısından önemli olan bir kültür bitkisidir[3] Solanaceae familyasına ait tek veya çok yıllık olan bu otsu bitkiler,dünyanın sıcak ve ılıman iklimlerinde yetiştirilmektedir[4] Kırmızı biberin rengi karoten benzeri renk maddeleri olan kapsantinden kaynaklanır. Domates Domates; Ġkiçenekliler sınıfının, Patlıcangiller familyasından otsu, bir yıllık bir sebze bitkisidir. Ġlk kez Güney Amerika da ortaya çıktığı bilinir Domates meyvesindeki (Lycopersicon esculentum) başlıca renk verici karotenoidler, fitoen, fitofluen, z- karoten, nörosporen, likopin, β-zeakaroten, β,ykaroten ve β,β-karoten. Bu karotenoidlerden domates meyvesinde miktar olarak en fazla bulunan likopindir.
Kapsantinin Yapısı [5] Likopinin Yapısı [6]
5. Deneysel Ġşlemler
5.1 Boya çözeltisinin hazırlanması 5 kg domates soyuldu ve rendeden geçirilerek domates suyu elde edildi. Domates suyu üzerine 250 g toz kırmızı biber eklendi ve karışım 5 L su eklenerek büyük cam kaba konuldu. Renk pigmentlerinin su fazına geçmesi için karışım 2 saat boyunca 100 C de kaynamaya bırakıldı. Süre sonunda elde edilen karışım temiz beyaz kumaş ve huni yardımıyla süzülerek katı partiküllerinden ayrılarak boyamada kullanılacak boya çözeltisi elde edildi.
5.2 Boyama Ġşlemleri NaCl Yöntemi ile Yün Boyama 100 ml NaCl ve 100 ml boya çözeltisi behere alındı. Homojen karışması sağlandığından emin olunduktan sonra ph=5 olarak bulundu. ph ın 2 olması için karışıma asetik asit eklenerek ph ın 2 olması sağlandı. ph ı ayarlanan çözeltiye tartılan 5 g yün eklendi ve 1 saat süreyle sabit sıcaklığa bırakıldı. Bu süre içerisinde baget yardımıyla yün abraja uğramaması için karıştırma işlemi gerçekleştirildi. Süre sonunda alınan yün süzüldü, sudan geçirilerek durulandı ve kurumaya bırakıldı. Aynı işlemler ph=4, ph=6, ph=8 içinde aynı şekilde tekrarlandı.
NH 2 CONH 2 + NH 3 + CaHPO 4 ile Yün Boyama Hazırlanan mordan çözeltisinden ve boya çözeltisinden 100 ml alınarak behere konuldu. ph=4 için ortama asetik asit eklendi. Ġçine tartılan 5 g yün eklendi. 1 saat süreyle sabit sıcaklığa bırakıldı. Bu süre içerisinde baget yardımıyla yün abraja uğramaması için karıştırma işlemi gerçekleştirildi. Süre sonunda alınan yün süzüldü, sudan geçirilerek durulandı ve kurumaya bırakıldı.aynı işlemler ph=8 içinde yapıldı.
NH 2 CONH 2 + NH 3 + NH 2 CH 2 COOH ile Yün Boyama Hazırlanan mordan çözeltisinden ve boya çözeltisinden 100 ml alınarak behere konuldu. ph=4 için ortama asetik asit eklendi. Ġçine tartılan 5 g yün eklendi. 1 saat süreyle sabit sıcaklığa bırakıldı. Bu süre içerisinde baget yardımıyla yün abraja uğramaması için karıştırma işlemi gerçekleştirildi. Süre sonunda alınan yün süzüldü, sudan geçirilerek durulandı ve kurumaya bırakıldı.
C 4 H 4 O 6 KNa.4H 2 O ( Potasyum sodyum tartarat ) Yöntemi ile Yün Boyama Hazırlanan mordan çözeltisinden ve boya çözeltisinden 100 ml alınarak behere konuldu. ph=4 için ortama asetik asit eklendi. İçine tartılan 5 g yün eklendi. 1 saat süreyle sabit sıcaklığa bırakıldı. Bu süre içerisinde baget yardımıyla yün abraja uğramaması için karıştırma işlemi gerçekleştirildi. Süre sonunda alınan yün süzüldü, sudan geçirilerek durulandı ve kurumaya bırakıldı. Aynı işlem ph=8 içinde yapıldı.
Birlikte Mordanlama Yöntemi ile Yün Boyama FeSO 4.7H 2 O, CuSO 4.5H 2 O, Amonyaklı demir şapı ile Hazırlanan FeSO 4.7H 2 O çözeltisinden 100 ml ve hazırlanan boya çözeltisinden 100 ml behere alındı. Yün konulmadan önce çözeltinin ph sına bakıldı. ph=4 e göre ortamın asidikliği asetik asit ile ayarlandı Çözeltinin içine 5 g yün konuldu. 1 saat kaynamaya bırakıldı. Süre sonunda çözeltiden süzülerek alınan yün, durulandı ve kurumaya bırakıldı. Aynı işlemler ph=8 içinde aynı şekilde ortam bazikliği NaOH ile ayarlanarak yapıldı.
Birlikte mordanlama yöntemi ile boyanan yünler
Ön Mordanlama Yöntemi ile Yün Boyama FeSO 4.7H 2 O, CuSO 4.5H 2 O, Amonyaklı demir şapı ile Hazırlanan FeSO 4.7H 2 O çözeltisinden 100 ml behere alındı. Çözeltinin içine 5 g yün konuldu. 1 saat kaynamaya bırakıldı. Süre sonunda çözeltiden süzülerek alınan yün boya çözeltisine alınmadan önce ph=4 e göre ortamın asidikliği asetik asit ile ayarlandı. ph ayarlandıktan sonra 100 ml boya çözeltisine mordan çözeltisi ile kaynatılan yün eklendi ve 30 dk kaynama sıcaklığında ısıtıldı. Süre sonunda çözeltiden süzülen yün, durulandı ve kurumaya bırakıldı. Aynı iģlemler ph=8 içinde aynı Ģekilde ortam bazikliği NaOH ile ayarlanarak yapıldı.
Ön mordanlama yöntemi ile boyanan yünler
Son Mordanlama Yöntemi ile Yün Boyama FeSO 4.7H 2 O, CuSO4.5H2O, Amonyaklı demir şapı ile 100 ml behere alındı. Çözeltinin içine 5 g yün konuldu. 1 saat kaynamaya bırakıldı. Süre sonunda çözeltiden süzülerek alınan yün FeSO 4.7H 2 O çözeltisine alınmadan önce ph=4 e göre ortamın asidikliği asetik asit ile ayarlandı. ph ayarlandıktan sonra 100 ml mordan çözeltisi ile kaynatılan yün boya çözeltisine eklendi ve 30 dk kaynama sıcaklığında ısıtıldı. Süre sonunda çözeltiden süzülen yün, durulandı ve kurumaya bırakıldı. Aynı iģlemler ph=8 içinde aynı Ģekilde ortam bazikliği NaOH ile ayarlanarak yapıldı.
Son Mordanlama ile boyanan yünler
5.3 Haslık Analizleri Kuru Sürtünme Haslığı Boyanan materyal beyaz ve temiz bir kumaş üzerine yapılabilecek en yüksek kuvvetle sürtünmeye uğratıldı ve haslık derecelendirmesi yapıldı. Yaş Sürtünme Haslığı Boyanıp ıslanan materyal beyaz ve temiz bir kumaş üzerine yapılabilecek en yüksek kuvvetle sürtünmeye uğratıldı ve haslık derecelendirmesi yapıldı. Yıkama Haslığı Boyanan yünün bir kısmı 5 g sabun tozu ve su ile karıştırılarak renk verip vermediğine bakıldı ve haslık derecelendirmesi yapıldı. Bu haslık belirleme deneyleri tüm boyanan yünlere uygulandı.
Kuru Sürtünme
Yıkama
Haslık Değerleri
SONUÇLAR Mordanlı boyama yöntemi ile 28 farklı renk tonu elde edilmiştir. Böylece yünde ph ve mordanlama yöntemleri ile renk tonlarının farklılığı gözlenmiştir. Ön, birlikte ve son mordanlama yöntemlerinde yündeki renklerin farklılığı gözle görülebilir şekildedir. NaCl ve potasyum sodyum tartarat ile boyama sonucunda ph arttıkça renklerde açılmanın olduğu gözlenmiştir ve gözlenen renklerin tonları birbirine yakındır. Üre+Amonyak+Glisin ve Üre+Amonyak+Kalsiyum hidrojen fosfat ile boyamalarda boyama yapılan ph lardaki renklerin tonları birbirine yakındır.yalnız kalsiyum hidrojen fosfat ile yapılan boyamalardaki yünün parlaklığı glisin ile yapılan boyamalara gözle görülür boyutta daha fazladır. Yapılan haslık testleri sonucunda birlikte mordanlamanın haslık değerleri diğer yöntemlere göre daha fazla çıkmıştır.
TARTIŞMA-YORUM Haslık değerleri sonucu değerlendirildiğinde hem değerlerinin yüksek çıkması hem de farklı renklerin ortaya çıkması bakımından birlikte mordanlama yöntemimin diğer yöntemlere göre üstün olduğu görülmektedir..farklı yöntemler arasında birbirine yakın renklerin ortaya çıkması yöntemde kullanılan mordanlardan birinin olmadığı durumda diğer yöntemi kullanılabilir hale getirebilir. Domates ve kırmızı biber üretimin fazla olduğu ülkemizde atık olması yerine kırmızı biber ve domatesin kullanım alanlarından birisi de tekstil sektöründe boyama ünitelerinde ve halı dokumacılığında kullanımı olabilir. Testler sonucu çıkan değerlerin yüksek olması domates ve kırmızı biberin bu sektörde uygulanabileceğini göstermektedir.
Son olarak doğal boyacılığın canlandırılması, geliştirilmesi, geçmişteki ihtişamının yeniden kazandırılması için bu alanda yapılacak olan çalışmaların önemi büyüktür [7].. Bu alanda yapılacak olan çalışmalar desteklenmeye değerdir.
KAYNAKLAR 1. Önal, A., Sarı, A., Soylak, M., journal of scientific & Industrial Research July 2005 2. UĞUR G, Türk Halılarında Doğal Renkler ve Boyalar, 1. Basım, Türkiye Ġş Bankası, Ankara, 1998 3. Duman, A.D. & diğerleri (2002), Kahramanmaraş ta Kırmızı Biberin Önemi ve Sorunları, KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, 5, 111-117. 4. Yalçın, D. (2008), Kırmızı Pul Biber Üretiminde Kritik Kontrol Noktaları ve Tehlike Analizleri, KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, 11: 129-137. 5. http://www.tekniksozlukler.com/tibbiterimler/kapsantin 6. http://www.kimyaevi.org/likopin 7. Etikan, S. (2009), Muğla Florasında Doğal Olarak Bulunan ve Boyacılıkta Kullanılan Bazı Bitkilerden Elde Edilen Renkler ve Bu Renklerin Yün Halı Ġplikleri Üzerindeki Işık ve Sürtünme Haslıkları, Muğla Üniversitesi Yayınları, 95
Teşekkürler..