• Sonuç bulunamadı

Ekstraksiyon yöntemiyle kızılağaç yapraklarından mürekkep yapımı

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Ekstraksiyon yöntemiyle kızılağaç yapraklarından mürekkep yapımı"

Copied!
56
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

T.C.

GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

EKSTRAKSİYON YÖNTEMİYLE KIZILAĞAÇ

(Alnus glutinosa L. gaertn) YAPRAKLARINDAN MÜREKKEP

YAPIMI

YÜKSEK LİSANS TEZİ KİMYA ANABİLİM DALI

Ferda KAVAK

Danışman Prof. Dr. Adem ÖNAL

(2)

GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

EKSTRAKSİYON YÖNTEMİYLE KIZILAĞAÇ

(Alnus glutinosa L. gaertn) YAPRAKLARINDAN MÜREKKEP YAPIMI

Ferda KAVAK

YÜKSEK LİSANS TEZİ KİMYA ANABİLİM DALI

Bu tez …../…../2006 tarihinde aşağıda belirtilen jüri tarafından oybirliği/oy çokluğu ile kabul edilmiştir.

Ünvanı, Adı ve Soyadı İmza

Başkan : Prof. Dr. Adem ÖNAL………. Üye : Doç. Dr. Mustafa CEYLAN………... Üye : Yrd. Doç. Dr. İbrahim TÜRKEKUL………

ONAY :

Bu tez, …/…/2006 tarih ve ….. sayılı Enstitü Yönetim Kurulu tarafından belirtilen jüri üyelerince kabul edilmiştir.

(3)

Bu tez çalışması;

Gaziosmanpaşa Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu (Proje No : 2004/29) tarafından desteklenmiştir.

(4)

ÖZET

EKSTRAKSİYON YÖNTEMİYLE KIZILAĞAÇ

(Alnus glutinosa L. gaertn) YAPRAKLARINDAN MÜREKKEP YAPIMI

Ferda KAVAK Gaziosmanpaşa Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı

Yüksek Lisans Tezi 2006, 43 sayfa

Danışman : Prof. Dr. Adem ÖNAL Jüri : Prof. Dr. Adem ÖNAL Jüri : Doç. Dr. Mustafa CEYLAN

Jüri : Yrd. Doç. Dr. İbrahim TÜRKEKUL

Bu çalışmada; Türkiye’de, özellikle de Karadeniz Bölgesi’nde geniş yayılım alanına sahip kızılağaç (Alnus glutinosa L. gaertn) bitkisinin yaprakları kullanılarak fermantasyon yöntemi ile dolmakalem mürekkebi oluşturuldu . Böylece, her yıl değerlendirilemeyen kızılağaç yapraklarının değerlendirilmesi amaçlandı. Ayrıca, mürekkep ithal edilmek yerine kendimiz tarafından üretilmiş oldu. Kızılağaçtan gallik asit eldesi, fermantasyon yöntemi ile yapıldı. Temmuz ayında toplanmış ve kurutulmuş kızılağaç yaprakları ufalandı; kızılağaç yaprağı (25 g) için deiyonize su (300 mL) kullanılarak kaynama sıcaklığında ekstrakte edildi. Elde edilen çözelti, 100°C’ de 1/5 oranında deriştirildi. Çözelti berrak oluncaya kadar süzme işlemine tabi tutuldu.

(5)

Termostatlı etüvün sıcaklığı 21°C'ye ayarlanarak 8 gün fermantasyona bırakıldı. Süre bitiminde fermente olmuş çözeltiden alınarak üzerine farklı miktarlarda FeSO4 kristalleri ilave edildi. Mürekkebin rengi uygun miktarda FeSO4 ile ayarlandıktan sonra uçuculuğu arttırmak ve olası çökmeyi engellemek için farklı çözücüler denendi. En uygun çözücü etanol olarak belirlendi ancak en küçük miktarlarda alındığında bile mürekkebin renginde açılmaya neden olduğundan çökmeyi engellemek için çözücü ilave etmek yerine, aynı görevi görebilecek olan ve aynı zamanda akışkanlığı ayarlamak amacıyla uygun miktarda yapıştırıcı ilave edildi. Elde edilen mürekkep, sentetik olarak hazırlanmış bir mürekkepler standart alınarak viskozite, pH, FT-IR, yoğunluk gibi bazı parametreler bakımından incelendi.

Anahtar Kelimeler :

Mürekkep, demir gallos mürekkebi, gallotannat kompleksi, tannin, kızılağaç (Alnus

(6)

ABSTRACT

MAKING FOUNTAIN PEN INK FROM LOGWOOD (Alnus glutinosa L. gaertn) LEAVES BY EXTRACTION METHOD

Ferda KAVAK Gaziosmanpasa University

Graduate School of Natural and Applied Science Department of Chemistry

Masters Thesis 2006, 43 pages

Supervisor : Prof. Dr. Adem ÖNAL Jury : Prof. Dr. Adem ÖNAL

Jury : Assoc. Prof. Dr. Mustafa CEYLAN Jury : Asst. Prof. Dr. İbrahim TÜRKEKUL

In this study, fountain pen ink was formed with using common alder (Alnus

glutinosa L. gaertn) leaves which spread a wide area especially in Blacksea Region,

Turkey, by fermentation method. So, the common alder leaves which couldn’t evaluated every year were purposed to evaluated. In addition, the ink was produced by ourselves instead of importing. The gallic acid formation from common alder was carried out by fermantation method. The common alder leaves which was gathered and dried in July were crumbled. Crumbled common alder leaves (25 g) was extracted with distiled water

(7)

(300 mL) at its boiling point. The solution which is obtained was left to fermantation at 21°C in a thermostat oven for 8 days. The solution was consantrated at the ratio of 1/5. At the end of this process, the fermented solution was taken and FeSO4 was added. When the colour of the ink was assayed with FeSO4, different solvents were used. The best solvent for this purpose was determined as ethanol but because of the fadeness of the ink colour although minimum amounts of solvent, gum was used for the same purpose and for assaying viscosity instead of using different solvents. The ink which was obtained and examined according to the parameters of viscosity, pH, density and FT-IR by using a synthetic inks as a standart.

Keywords : Ink, iron gall ink, gallotannate complex, tannin, common alder (Alnus

(8)

TEŞEKKÜR

Çalışmalarımın başından sonuna kadar her türlü desteği sağlayan; umutsuzluğa düştüğüm anlarda her zaman yanımda olan danışman hocam sayın Prof. Dr. Adem ÖNAL’a,

Gerek deneysel çalışmalarımda gerekse tez yazımında her zaman yanımda olarak bana yardımcı olan sevgili arkadaşım Arş. Gör. Ayşe ŞAHİN’e,

Malzeme temini ve fikir verme konusunda hiçbir fedakarlıktan kaçınmayan arkadaşlarım Arş. Gör. Hayrettin GEZEGEN, Arş. Gör. Ali KARAİPEKLİ, Arş. Gör. Ayşegül ŞENOCAK, Arş. Gör. Kıymet BERKİL ’e ve Esra FINDIK’a,

Deneysel çalışmalarımın analiz kısımlarında yardımcı olan arkadaşlarım Arş. Gör. Ecem ALTINOK ve Arş. Gör. Sultan UZUN’a,

İlk günden beri her türlü sorunumla yakından ilgilenen ve bir ağabey gibi her zaman yanımda olan sayın hocam Arş. Gör. Dr. Yakup BUDAK’a

Deney aşamasında yardımlarını esirgemeyen ve fikirleriyle çalışmalarıma yön veren sayın hocam Öğr.Gör. M. Burcu GÜRDERE’ye,

Malzeme temini ve deneysel kısmın yönlenmesi konusunda her zaman destek olan sayın hocalarım Yrd. Doç. Dr. Hayati SARI, Yrd. Doç. Dr. Mahfuz ELMASTAŞ, Yrd. Doç. Dr. Ahmet KARADAĞ, Doç. Dr. Ahmet SARI, ve Doç. Dr. İbrahim DEMİRTAŞ’a,

Deneysel çalışmalarımda yardımlarını esirgemeyen değerli öğrencilerim Samet KARACA, Kemal YILDIRIM, Soner KİRACI, Murat KESKİN ve Hamza DÜNYA’ya,

Ve beni bu yaşa getiren, maddi-manevi her zaman yanımda olan, benimle gurur duymaları için elimden geleni yapacağım sevgili aileme sonsuz teşekkürü bir borç bilirim.

Ferda KAVAK Ağustos 2006

(9)

İÇİNDEKİLER

ÖZET ...i

ABSTRACT...ii

TEŞEKKÜR...v

İÇİNDEKİLER ...vi

ŞEKİLLER LİSTESİ ...viii

TABLOLAR LİSTESİ...ix

SİMGELER KISALTMALAR LİSTESİ ...x

1. GİRİŞ VE LİTEERATÜR ÖZETLERİ ...1 1.1. Mürekkep ...1 1.2. Mürekkeplerin Yapısı ...2 1.2.1. Pigmentler (Renklendiriciler) ...2 1.2.1.1. Pigmentlerin Sınıflandırılması ...3 1.2.2. Bağlayıcılar ...4 1.2.3. Çözücü Maddeler ...4

1.3. Mürekkeplerde Pigmentin Fonksiyonu...5

1.4. Bağlayıcı Maddelerin Mürekkeplerdeki Fonksiyonları ...5

1.5. Mürekkeplerin Dayanıklılık Özellikleri...6

1.5.1. Işığa Dayanıklılık (Işık Haslığı)...6

1.5.1.1. Mürekkep Seçilirken Işık Haslığında Göz Önünde Bulundurulması Gereken Hususlar...7 1.5.2. Isıya Dayanıklılık...7 1.5.3. Sürtünmeye Dayanıklılık ...7 1.5.4. Sıvılara Dayanıklılık ...8 1.6. Mürekkeplerde Viskozite...8 1.7. Mürekkeplerde Yapışkanlık...8

1.8. Demir Gallos Mürekkebi ...9

1.8.1. Demir Gallos Mürekkebini Oluşturan Bileşenler ...10

1.9. Demir Gallos Mürekkebinin Kimyası...11 1.10. Kağıdın Demir Gallos Mürekkebi Tarafından

(10)

Parçalanması ...12

1.11. Demir Gallos Mürekkeplerinin Korozifliği ...12

1.12. Demir Gallos Mürekkebinin Yapımı ...14

1.13. Kızılağaç (Alnus glutinosa L. gaertn)...16

1.14. Literatürde Yer Alan Demir Gallos Mürekkeplerinin Hazırlanışları...18

1.15. Çalışmanın Amacı...21

1.16. Çalışmanın Önemi...21

2. MATERYAL VE METOT ...22

2.1. Materyaller...22

2.1.1. Başlangıç Maddeleri ve Reaktifler...22

2.1.2. Kullanılan Aparatlar...22

2.2. Metot ...22

3. DENEYSEL KISIM...23

3.1. Gallik Asidin Bitkiden Ekstraksiyonu İçin Uygun Yöntemin Seçilmesi....23

3.1.1. Bitkinin Deiyonize Suda Bekletilerek Gallik Asidin Açığa Çıkartılması…23 3.1.2. Bitkinin Deiyonize Suda Kaynatılmasıyla Gallik Asidin Açığa Çıkartılması...24

3.1.3. Bitkinin Deiyonize Suda Kaynatılarak Ekstrakte Edilmesinden Sonra Fermantasyona Bırakılması...27

3.2. Sıcaklığa Bağlı Fermantasyon Süresinin Belirlenmesi...29

3.3. İlave Edilmesi Gereken Demir (II) Sülfat Miktarının Belirlenmesi ...30

3.4. İlave Edilmesi Gereken Yapıştırıcı Miktarının Belirlenmesi ...31

3.5. Elde Edilen Mürekkebin Bazı Parametreler Bakımından Ticari Mürekkeplerle Karşılaştırılması...32

3.6. Mürekkeplerin Yoğunluklarının Ölçülmesi ...33

3.7. Mürekkeplerin Viskozitelerinin Ölçülmesi...34

3.8. Elde Edilen Mürekkep İle Satın Alınan Ticari Mürekkeplerin FTIR Spektrumlarının Karşılaştırılması ...37

4. TARTIŞMA SONUÇ...39

KAYNAKLAR ...41

(11)

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil Sayfa

1.1. Kızılağaç (Alnus glutinosa L. gaertn)...16 1.2. Kızılağaç (Alnus glutinosa L. gaertn) yaprağı...17 3.1. Gallik asidin bitkinin suda bekletilmesiyle açığa çıkarılması esnasındaki pH-zaman

değişim grafiği ...23 3.2. Bitkinin deiyonize suda bekletilmesi yöntemi ile yapılan ekstraksiyondan elde edilen

mürekkebin kaleme çekilmiş hali ...24 3.3. Gallik asidin bitkinin suda bekletilmesiyle açığa çıkarılması yöntemi ile hazırlanan

mürekkebin FT-IR spektrumu ...24 3.4. Gallik asidin bitkinin deiyonize suda kaynatılmasıyla açığa çıkarılması esnasındaki

pH-zaman değişim grafiği ...25 3.5. Bitkinin deiyonize suda kaynatılmasıyla yapılan ekstraksiyondan elde edilen

mürekkebin kaleme çekilmiş hali ...26 3.6. Bitkinin suda kaynatılarak gallik asidin açığa çıkartılması yöntemi ile hazırlanan

mürekkebin FT-IR spektrumu ...26 3.7. Gallik asidin bitkinin deiyonize suda kaynatıldıktan sonra fermantasyona bırakılması esnasındaki pH- zaman değişim grafiği...27 3.8. Bitkinin deiyonize suda kaynatıldıktan sonra fermantasyona bırakılmasıyla yapılan

ekstraksiyondan elde edilen mürekkebin kaleme çekilmiş hali...28 3.9. Bitkinin suda kaynatılıp fermantasyona bırakılarak gallik asidin açığa çıkartılması yöntemi ile hazırlanan mürekkebin FT-IR spektrumu...28 3.10.Quink Parker ve Pelikan marka mürekkeplerle kızılağaç mürekkebinin FTIR

(12)

TABLOLAR LİSTESİ

Tablo Sayfa

Tablo 1.1. Literatürde yer alan bazı demir gallos mürekkeplerinin yapılışları...18 Tablo 1.2. Elde edilen mürekkeplerdeki problemler, problemlerin sebepleri

ve çözümleri...20

Tablo 3.1. pH değişimine bağlı olarak farklı sıcaklıklarda fermantasyon süresinin Belirlenmesi ...29

Tablo 3.2. Farklı sıcaklıklardaki fermantasyon süreleri ...30 Tablo 3.3. Kızılağaç ekstrelerinin farklı miktarlardaki FeSO4 ilavesiyle pH

Değişimleri...31 Tablo 3.4. Sabit miktarda kızılağaç yaprağı ekstresi, sabit miktarda FeSO4 ve değişen miktarlarda yapıştırıcı alındığı durumda yoğunluk ve pH değerleri...32 Tablo 3.5. Elde edilen mürekkebin bazı parametreler bakımından ticari mürekkeplerle Karşılaştırılması ...32 Tablo 3.6. Saf suyun farklı sıcaklıklardaki yoğunluk, viskozite ve akış süresi değerleri...35 Tablo 3.7. Pelikan marka mürekkebin farklı sıcaklıklardaki yoğunluk ve akış

süresi değerleri...35 Tablo 3.8. Quink Parker marka mürekkebin farklı sıcaklıklardaki yoğunluk ve akış süresi değerleri ...36 Tablo 3.9. Kızılağaç mürekkebinin farklı sıcaklıklardaki yoğunluk ve akış süresi

Değerleri ...36 Tablo 3.10. Mürekkeplerin farklı sıcaklıklardaki viskozite değerleri ...36

(13)

SİMGELER

cp : centipoise

η : viskozite

KISALTMALAR

FTIR : Fourier Transform Infrared Spectroscopy dk : dakika

yy : yüzyıl

mpiknometre : piknometrenin kütlesi

mquink parker : quink parker marka mürekkebin kütlesi mpelikan : pelikan marka mürekkebin kütlesi mkızılağaç : kızılağaçtan yapılan mürekkebin kütlesi msu : deiyonize suyun kütlesi

dsu : suyun yoğunluğu

dquink parker : quink parker marka mürekkebin yoğunluğu dpelikan : pelikan marka mürekkebin yoğunluğu dkızılağaç : kızılağaçtan yapılan mürekkebin yoğunluğu

(14)

1. GİRİŞ ve LİTERATÜR ÖZETLERİ

1.1. Mürekkep

Mürekkepler renklendirilmiş, yazı yazmak ve basmak için kullanılan maddelerdir.

Mürekkebin kullanımı çok eski yıllara dayanır. M.Ö. 2500 yıllarında kullanılan Çin mürekkebinin yanı sıra, Mısırlılar da aşağı yukarı aynı dönemde mürekkep kullanmışlardır. Asurlular, Mısırlılar, hatta Yunanlılar`dan kalma, pişirilmiş toprak levhalar veya taş üzerine yazılmış pek çok yazıt günümüze kadar ulaştığı gibi, Mısırlıların yer altı mezarlarında da, mürekkeple (siyah ve kırmızı) yazılmış papirüsler bulunmuştur. Balmumu tabletler ve kazı kalemi dışında Yunanlar ve Romalılar düşüncelerini yazı halinde ifade etmek için mürekkep kullanmışlardır (Leedham, 2004).

Günümüzden yaklaşık 7.000 yıl önce, Ortadoğu'da tarımın gelişmesiyle, yazılı kayıtlar tutma zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Babiller ve eski Mısırlılar taşların, kemiklerin ve kil tabletlerin üstüne simgeler (çivi yazısı) ve basit resimler (hiyeroglif) kazıyarak yazı yazmışlardır. Bu kayıtları toprak işleme ve sulama haklarını belirlemek, hasat ürünlerinin dökümünü çıkarmak, vergi tutarlarını belgelemek, hesap yapmak için tutmuşlardır. Başlangıçta kullandıkları yazma aracı çakmaktaşı iken, daha sonra bunun yerini ucu yontulmuş çubuk almıştır. İ.Ö. 1300'e doğru Çinliler ve Mısırlılar, kandillerde yakılan yağdan çıkan isi, su ve bitki zamklarıyla karıştırarak mürekkep hazırlamışlardır. Ardından, aşıboyası gibi toprakta bulunan boyarmaddeleri karışıma katma yoluyla, çeşitli renklerde mürekkepler yapmayı öğrenmişlerdir.

Eski çağda demir tannanlı mürekkepler biliniyordu; bu mürekkeplerin el yazmalarını kopya eden sanatçılar tarafından kullanıldığı sanılmaktadır. Bazı parşömenlerde baş harflerin erguvan rengi mürekkeple yazıldığı görülmektedir.

(15)

Bizanslarda, kırmızı mürekkep (kutsal mürekkep) imparatorluk yazışmalarında kullanılmaktaydı ve 470 fermanıyla bu mürekkebin özel yazışmalarında kullanılması yasaklanmıştır. Ortaçağ el yazmalarında, altın ve gümüş yıldızlı çeşitli mürekkeplere rastlanmaktadır. Bu çağda siyah mürekkep yapımında, özellikle mazı urundan yararlanılırdı. Fakat bu yapım usulünün çok ilkel olması ve oluşan mürekkebin kalitesiz olması gibi sebeplerden dolayı, bugün elde bulunan yazmalar ya soluk, ya da tamamen renksizdir. XVIII. yy`da mürekkep yapımında bir gelişme görülmüştür ve daha bilimsel usullere başvurulmuştur. Yeniçağda çok çeşitli ve renk renk mürekkepler ortaya çıkmıştır. Daha sonra dolmakalem mürekkebi, kopya mürekkebi, marka mürekkebi tipografi, litografi baskılarda kullanılan yağlı, altın, gümüş, bronz yıldızlı matbaa mürekkepleri yapılmıştır. Bezit yağının yakılmasından elde edilen ve isten yapılan bezir mürekkebini Türkler, XX. yy.a kadar kullanmışlardır. Siyah mürekkep ise, Musul mazısı, sirke, göztaşı ve saf suyun kaynatılıp süzülmesinden sonra, içine biraz Arap zamkı katılmasıyla hazırlanmıştır.

1.2. Mürekkeplerin Yapısı

Mürekkepler tanımından da anlaşılacağı üzere temel olarak iki bileşenden meydana gelirler. Birincisi renklendiriciler (pigmentler ve boyar maddeler); ikincisi ise renklendiricinin çözünmüş olduğu sıvı (bağlayıcı) olan araçtır. Birleşmiş olan bu parçalar yazma yeteneğine sahip olan bir sıvı (mürekkep) meydana getirirler. Ayrıca, son dönemde mürekkep üretiminde çözücüler de temel yapı taşı olarak sayılmaktadırlar (Anonim, 2001).

1.2.1. Pigmentler (Renklendiriciler)

Mürekkeplerin birincil hammaddesini pigmentler meydana getirir. Pigmentler, renkleri nedeni ile çoğunlukla yüzey örtme işlemlerinde kullanılan, suda çözünmeyen anorganik ve organik maddelerdir.

Pigmentler renk kaynağı olması yanında başka bazı özelliklere de sahip olmak zorundadır. Bu özellikler şöyle sıralanabilir;

(16)

1. Suda çözünmemek

2. Yağlarda çözünmemek veya pek az çözünmek

3. Işıktan ve atmosferik etkilerden (özellikle oksijenden) zarar görmemek 4. Sürüldüğü yere iyice kenetlenip kaplama yani örtme imkanı sağlamak

1.2.1.1. Pigmentlerin Sınıflandırılması

Pigmentlerin sınıflandırılması çeşitli şekillerde yapılabilir. Bunlardan bir tanesi anorganik ve organik olmak üzere, bileşim bakımından yapılan sınıflamadır.

a) Anorganik Pigmentler

Anorganik pigmentler üç gruba ayrılır. Bunlar beyaz pigmentler, mineral pigmentler ve metal pigmentlerdir. Bu pigmentlerin yapısında birbirine bağlı olarak karbon atomlarının bulunmayışı, buna karşın farklı maddelerin varlığı onu karakterize eden hususlardır. Anorganik pigmentler hemen hemen tamamen saf olmayan bir şekilde doğada bulunmaktadırlar. Bunlar önceleri uygun arındırma işlemlerinden sonra, direkt olarak mürekkep üretiminde kullanılırdı. Ancak anorganik pigmentler günümüzde yapay olarak üretilebilmektedir. Bu pigmentlerin çoğunluğu, ışığa karşı yüksek derecede dayanıklı, asitlere ve alkalilere karşı ise hassastırlar. Diğer bir başka özelliği ise su, alkol, yağlar ve organik maddelerin tümünde çözünmeleridir.

b) Organik Pigmentler

Organik pigmentler, genel olarak, anorganik pigmentlerden daha düşük örtme gücüne fakat daha büyük renk verme gücüne sahiptirler.

Bazı mürekkeplerin pigmentleri organik boya pigmentleri tarafından sağlanır. Bu pigmentler kimyasal yollarla üretilirler. Bunların ana maddesi petroldür. Matbaacılıkta kullanılan boya pigmentlerinin hemen hemen hepsi organik boya pigmentleridir. Organik pigment imali için petrol, kimya fabrikalarında ayrıştırılır. Böylece alifatik ve aromatik

(17)

maddeler elde edilir. Sonra bir dizi ara işlemlerden geçirilerek organik boya pigmentlerinin ana maddeleri elde edilir. Bu ana maddelerin çoğu “azo pigmentleri” olarak ifade edilir. Bu pigmentler, diazolaştırılmış aromatik amin ile fenolun birleştirilmesi ile çözünmez bir pigment haline getirilir. Organik pigment imalatında başka sistemler de uygulanmaktadır. Fakat çeşitli sistemler pigmentler arasında kalite farkları meydana getirir.

1.2.2. Bağlayıcılar

Mürekkeplerin ikinci yapı taşı bağlayıcılardan oluşur. Bir mürekkebin temel fonksiyonu, bir mesajın başkasına iletilmesini sağlamanın yanında, yazılan malzemeye bağlanarak kalıcı olma özelliğini de göstermesidir.

1.2.3. Çözücü Maddeler

Mürekkeplerde, boyar ve bağlayıcı maddelerden sonra üçüncü yapı taşı çözücü maddelerdir. Çözücü maddelerin mürekkep imalinde kullanılması oldukça yenidir. Yakın bir geçmişe kadar çözücü maddelerin, mürekkep üretiminde çok sınırlı bir üretimi söz konusu iken günümüzde, ortaya çıkan kuruma sorununa çözüm getirmesiyle kullanılır hale gelmiştir.

Çözücü madde denilince bağlayıcı maddeyi çözen her türlü sıvı akla gelir. Çözücü madde ile bağlayıcı maddelerin karışımından vernik görünümünde bir sıvı oluşur. Bu sıvı daha sonra mürekkep haznesinde kolaylıkla kullanılabilir durumda olmalıdır.

Çözücü maddeler çeşitli şekillerde gruplandırılabilir; kullanıldıkları yerlere, özelliklerine ve kimyasal bileşiklerine göre “polar, zayıf polar ve polar olmayan” türlerde gruplandırmak mümkündür. Bu gruplandırmada önemli olan hangi bağlayıcı maddenin, hangi çözücü madde için daha uygun olacağının belirlenmesidir.

(18)

1.3. Mürekkeplerde Pigmentin Fonksiyonu

Mürekkebin temel yapı taşı olan pigmentlerin mürekkeplerde birden çok fonksiyonu bulunmaktadır. Mürekkep imalinde renkli, beyaz ve saydam pigmentler kullanılmaktadır. Bilindiği gibi mürekkebe renk veren maddeler pigmentler ve bazı çözünebilen organik maddelerdir. Mürekkep imalinde kullanılan pigmentler genelde şeffaf olanlardır. Bunlar kimyasal yoldan çeşitli sentezlerle elde edilirler (Anonim, 2001).

Mürekkeplerdeki boyar maddelerin görevi, yazılan yazının veya basılan motifin yüzey üstünde görünür olmasını sağlamak ve renk tonunu vermektir. Boyar maddelerin görevi sadece bunlarla sınırlı değildir. Mürekkebin opak oluşumu ve yine ışık ve kimyasal maddelere karşı dayanıklılık derecesi de yine pigmentlere bağlıdır.

1.4. Bağlayıcı Maddelerin Mürekkeplerdeki Fonksiyonları

Mürekkeplerin ikinci yapı taşı olan bağlayıcılar, birçok görev yerine getirmektedirler. Bunlar şöyle sıralanabilir;

a- Kullanılabilen bir boya karışımı oluşturmak, b- Renk pigmentlerini sarmak ve yapıştırmak,

c- Boya maddesini(pigmenti) kâğıt üzerine aktarmak,

d- Mekanik sürtünmeye karşın bir koruyucu görevi üstlenmek, e- Boyaya gerekli kurutucu özelliği vermek.

Bağlayıcılardan beklenen başka bir özellik de renk tonu ile ilgilidir. Renkli boyaların bağlayıcıları açık tonlu olmalıdır. Siyah boya bağlayıcıları koyu renkli olabilir (Anonim, 2001).

(19)

1.5. Mürekkeplerin Dayanıklılık Özellikleri

Bütün mürekkepler, fiziksel ve kimyasal etkilerin oluşumuna belirli bir direnç göstermek zorundadır. Mürekkeplerin dayanıklılık özelliklerini ışığa, ısıya, sürtünmeye, paketlemeye ve sıvılara dayanıklılık olarak sıralamak mümkündür.

1.5.1. Işığa dayanıklılık (Işık haslığı)

Mürekkeplerin ışığa dayanıklılığı son derece önemlidir. Aksi takdirde yazılı yüzey üzerindeki mürekkepler, değişik şekillerde zararlı etki görür. Böylece yazılarda bozulma görülür. Mürekkeplerde ışığa dayanıklılığı birinci derecede belirleyen pigmentlerdir. Mürekkeplerin ışık haslığı renk sabitliğinden (Wool-Skala) kontrol edilir (Anonim, 2001).

Işık haslığı sadece tam tonda belirlenir. Işık haslığı ölçme çubuğu örnekle birlikte hangi kademede belirgin şekilde değiştiyse, o kademe ışık haslığını verir.

1. Çok düşük 2. Düşük 3. Orta 4. Oldukça iyi 5. İyi 6. Çok iyi 7. Üstün 8. Mükemmel

Mürekkeplerde ışık haslığını etkileyen pigmentlerdir. Sadece çok az inorganik pigment sınırsız ışık haslığına sahiptir. Organik ve inorganik pigmentlerin çoğu ışık etkisi ile az veya çok, hızlı veya yavaş değişikliğe uğrarlar. Bu değişim, ayrıca kimyasal yapıdan, konsantrasyon, pigmentin fiziksel halinden (tane büyüklüğü), dağılım ve kristal modifikasyonundan etkilenir (Anonim, 2001).

(20)

1.5.1.1. Mürekkep Seçilirken Işık Haslığında Göz Önünde Bulundurulması Gereken Hususlar

Normal şartlarda herhangi bir sapmada, renk sabitliği derecelerinin pratiğe uygulanmasında da farklılıklar olabilir. Çünkü mürekkebin dayanıklılığı etkilenir. Örneğin daha az renk sabitliği olan, fazla odun ihtiva eden kâğıt çabuk sararabilir. Bu durumda renk sabitliği çok olan bir mavi mürekkep bile fazla etkili olamaz. Pigmentler ışıktan etkilenmezler. Ancak sararmış kâğıt üzerinde görüntü yeşilimsi olur. Uygun kâğıt seçiminin önemi burada ortaya çıkmaktadır (Anonim, 2001).

Mürekkep tabakası kalınlığı, kâğıdın özelliğine bağlı olarak oynamalar gösterebilir. Normalde belirtilen yüksek bir mürekkep tabakası kalınlığı, yazıda renk sabitliğini arttırıcı etki yapar çünkü birim yüzeye düşen pigment parçacıklar daha fazla olur. Bunlar ışığın bozucu etkisine karşı daha uzun direnç sağlarlar. Mürekkep tabakası inceyse veya mürekkep örtücü beyaz veya şeffaf beyaz ile karıştırılmışsa renk sabitliği genellikle azalır.

1.5.2. Isıya Dayanıklılık

Pigmentin veya reçinenin (bağlayıcının) seçimi, ısıya dayanıklılık özelliğinde bir kriter teşkil eder. Pigmentin ısıya dayanıklılık özelliği, ışığa dayanıklılık özelliğinde olduğu gibi farklıdır. Isıya maruz kalan mürekkeplerde rengin gücünün azalması ve rengin tonunun değişmesi gibi sonuçlar ortaya çıkar. Bu nedenle, gerek üretim sırasında gerekse de yazım sırasında maruz kalacakları ısıya karşı pigmentler, dayanıklılık göstermelidir (Anonim, 2001).

1.5.3. Sürtünmeye Dayanıklılık

Mürekkepler yazıldıkları kâğıt üzerinde, çeşitli şekillerde aşınma ve sürtünme ile karşı karşıya kalabilirler. Bu etkilerden dolayı mürekkepler, formüle edilirken sürtünmeye ve mekanik etkilere dayanacak şekilde hazırlanırlar (Anonim, 2001).

(21)

1.5.4. Sıvılara Dayanıklılık

Mürekkepler sıvıyla temas ettiklerinde, onların fiziksel ve kimyasal özelliklerine dayanmak zorundadır. Sıvılardan kastedilen asitler, su ve alkalilerdir. Bunlara dayanıklılığı belirleyen de yine pigmentlerdir.

1.6. Mürekkeplerde Viskozite

Sıvının akmaya karşı gösterdiği direnç, viskozite olarak tanımlanır. Viskozite ölçümünde kullanılan çeşitli araçlar geliştirilmiştir. Akış tipi, dönümlü, bilyalı viskozimetreler gibi. Yöntem; belli bir hacimdeki akış zamanını ölçmek şeklindedir. Ancak hangi yöntem uygulanırsa uygulansın, viskozite ölçülmesi sırasında uygulanan yöntem zaman (sn.) ve sıcaklık faktörüne bağlıdır.

Viskozite ile yakından alakalı ve onunla sıkı sıkıya bağlı olan bir özellikte akıcılıktır. Akış sınırı mürekkebi duruş durumundan harekete geçirmek için gerekli olan kuvvettir. Belli değerler aşıldığında mürekkep hazneden çıkmadan durur. Sıcaklık ile viskozite arasında bir ilişki vardır. Sıcaklık artışıyla viskozite azalırken, sıcaklık azalışıyla viskozite artar (Anonim, 2001).

1.7. Mürekkeplerde Yapışkanlık

Mürekkeplerin temel fonksiyonlarından birisi de renklendiriciyi, yazılacak materyale aktarmak ve yazılı yüzey üzerinde tutmaktır. Renklendiriciler mürekkebin yapıştırıcı doğası üzerinde çok düşük bir etkiye sahiptir. Renklendiriciler, bağlayıcılar tarafından yeterince bağlanmamış ise iyi bir yapışkanlık göstermezler. Pigmentler absorbe olmaya yatkın değildirler (Anonim, 2001).

(22)

1.8. Demir Gallos Mürekkebi

Demir gallos mürekkebi tannik asit (Şema 1.1) ve FeSO4 arasındaki reaksiyon sonucu oluşur. Tannindeki aktif bileşenler gallotannik ve gallik asittir.

OH HO HO O O O O O OH OH OH OH HO O O HO OH OH

Şema 1.1 Tannik asit

FeSO4 ile bu tannik asitler siyah bir pigment oluştururlar ve bu pigmente ferrogallotannat veya ferrotannat denir. Pigmentin küçük bir miktarı sudaki oksijenle reaksiyona girerek oluşur. Fakat pigmentin daha fazlası mürekkep kâğıda uygulandığı zaman ve birkaç gün açık havaya bırakıldığı zaman oluşur (Daniels, 2000).

Son araştırmalar gallotannik asidi demir sülfata karşı 3:1 oranında alındığında en uygun mürekkebin yapılabileceğini gösteriyor (Karnes, 2002).

(23)

1.8.1. Demir Gallos Mürekkebini Oluşturan Bileşenler a) Tannik Asit

Tannik asit, çeşitli bitkilerin ağaç kabuklarında, yapraklarında, kök ve meyvelerinde bulunur. En yüksek konsantrasyondaki gallotannik asit, mazı meşesinde bulunur. Mazı meşesi (Quercus infectoria) %60-70 tannin ihtiva eder. Bunun da %28-35’i gallik asittir (Anonim, 2001).

Gallik asidi bitkiden ekstrakte etmek için 3 metot vardır. Birincisi bitkinin saf suda veya başka bir sıvıda bekletilmesiyle gallik asidin açığa çıkartılmasıdır. İkincisi, bitkinin birkaç saat destile suda kaynatılmasıyla gallik asidin ekstrakte edilmesidir. Üçüncü yöntem ise bitkiyi suda kaynattıktan sonra küflenmeyle fermantasyona bırakarak gallik asidin elde edilmesidir (Karnes, 2002). Fermantasyon yöntemi uygulandığında genellikle en canlı, en koyu mürekkep oluşur. Küf, enzimatik olarak gallotannik asidi ısı ile yumuşattığında çözelti gallik aside dönüşür. Gallotannik asit daha kahverengi bir pigment oluşturacakken gallik asidin demir sülfatla reaksiyonunda saf siyah renk oluşur.

b) Su

Mürekkeplerin çoğu suda yapılır. Çeşme suları, metal borulardan, kalsiyum, klor ve diğer tuzlardan kirlenebileceğinden saf su veya deiyonize su kullanmak daha uygundur.

c) Yapıştırıcı

Yapıştırıcı, sıvı içinde asılı kalan siyah pigmenti korur, aksi takdirde zaman geçtikçe kabın tabanında çökme meydana gelerek tortu oluşur. Ayrıca mürekkebin renginin koyulaşmasını ve kalemden çok daha kolay akmasını sağlar.

(24)

d) FeSO4

Demir gallos mürekkebi, gallik asidin FeSO4 ile oluşturduğu siyah renkli komplekstir. FeSO4’taki Fe3+ gallik asitteki –OH grupları ile kompleks oluştururken, oktahedral yapıdaki geometrinin kalan yerlerini su molekülleri doldurur (Krekel, 1999).

1.9. Demir Gallos Mürekkebinin Kimyası

Gallotannik asit, mürekkebin hazırlanması esnasında gallik asit ve glukoza hidroliz olan glukoz esterlerinin bir karışımıdır. Krekel, mürekkebin oluşması esnasında FeSO4 ve gallik asidin reaksiyonunu inceledi ve şu öneriyi öne sürdü; gallik asit ilk olarak renksiz, suda çözünebilen bir madde olan ferrogallate oluşturmak üzere demirsülfat ile reaksiyona girer; ferrogallote, atmosfer oksijeni ile oksitlenerek morumsu siyah renkte suda çözünmeyen ferrik pirogallat (Şema 1.2) kompleksini oluşturur. Kompleks yapının yukarı ve aşağı düzleminde Fe (III) iyonlarına bağlı 4 su molekülü, oktahedral Fe (III) iyonlarının koordinasyonunun kalan yerlerini işgal eder (Krekel, 1999).

OH HO HO O OH + FeSO4 O OH O O Fe + H2SO4 O OH O O Fe 2 +1/2 O2 O OH O O Fe O Fe O HO C O O O

(25)

1.10. Kâğıdın Demir Gallos Mürekkebi Tarafından Parçalanması

Demir gallos mürekkeplerinin kâğıt üzerine çeşitli zararlı etkileri vardır. İhtiva ettikleri asit selulozun hidrolizini katalizler (Şema 1.3.). Bundan dolayı da kağıdın yapısındaki polimerik zincirin bozulmasına ve sonuçta da belgede delik oluşmasına neden olur. O H OH OH H H CH2OH O O CH2OH H H H H OH O H+ H2O O H OH OH H H CH2OH O O O CH2OH H H OH H OH O

Şema 1.3. Selulozun hidrolizi

Bununla birlikte, bu mürekkeplerin korozifliğinin tek nedeni asitlik değildir. Demir (II) iyonları, parçalanmanın tümünde hidroliz ile birleşen, oksidasyonun zararlı bir formunu katalizler (Botti, 2001).

1.11. Demir Gallos Mürekkeplerinin Korozifliği

Demir gallos mürekkepleri ile ilgili yapılan çalışmalar, bu mürekkeplerle yazılan tarihi öneme sahip dokümanların, yüzyıllar sonra ciddi boyutlarda hasara uğraması üzerine yoğunlaşmıştır.

Bu hasarın nasıl olduğunun sebepleri henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Birçok dokümanda zamanla delikler oluşması ve bu belgelerin korunmasının gerekliliği birçok teoriyi de beraberinde getirmiştir.

Demir gallos mürekkeplerinin yazıldığı materyale hasar vermesinin mekanizmasının başlangıcı, oluşan kompleksin farklı süreçlerinin üstüste gelmesinin bir sonucudur. Buradaki önemli olay, kâğıdın zaman içinde eskimesi, mürekkebin bileşimi ve taşıyıcı veya ortamla kimyasal reaksiyon verme yeteneğidir. Taşıyıcı materyal ve

(26)

mürekkep arasındaki reaksiyonlar, çevresel faktörlerden ve depolama koşullarından (özellikle sıcaklık ve nemlilik) çok fazla etkilenir.

Demir gallos mürekkepleri tarafından kâğıdın hasar görmesinin sebebi, büyük oranda mürekkebi oluşturan demir, bakır, çinko gibi farklı geçiş metallerinin etkisidir. Yazı yazılan materyalin zarar görmesi çeşitli aşamalar halinde gerçekleşir. İlk olarak mürekkeple yazılan yerdeki aşınma floresan UV-ışığı altında fark edilebilir düzeydedir ve bunu o bölgede renkte kahverengileşmenin olması takip eder. Son olarak, kahverengi renge dönüşme daha geniş alanlara yayılır ve belgedeki bilgilerin kaybolmasına neden olur.

Yaklaşık 100 yıl önce Vatikan Kütüphanesi’nin Başkanı F. Ehrle, birçok bilginin ve dokümanın yok olmasından endişe etmiştir. Bu nedenle 1898’de yaptığı konferans demir gallos mürekkeplerinin korozif özelliklerinin açıklanması için yapılan çalışmaların sistematik ve bilimsel anlamda başlangıcını oluşturmaktadır (Banik, 1999).

Demir (II) bileşiklerinin koroziflik üzerine etkisinin asitlerden çok daha fazla olduğu yapılan çalışmalarda ispatlanmıştır (Proost, 2004).

Organik maddelerin Fe2+’den Fe3+’e geçerken yükseltgendiği bilinen bir gerçektir. Sulu ortamda bu tür bir redoks reaksiyonu, metal iyonlarının moleküler oksijen ile kararsız bir kompleks oluşturmasına neden olur ve bu da organik bir substrat varlığında serbest radikallerin oluşmasına öncülük eder. Aşağıdaki eşitliklerde, Fe, +2 ve +3 yükseltgenme basamağı mekanizmasını içeren metal iyon durumundadır. R-H, en az bir hidrojen atomuna sahip olan (örn; seluloz) organik bir bileşiği göstermektedir. Oluşan organik radikaller (R•) ve peroksil radikalleri (HOO•), daha fazla radikal zincir reaksiyonlarını başlatır ve bu nedenle organik substratın ayrışmasına neden olur (Banik, 1999).

(27)

1. Organik radikallerin oluşumu Fe2+ + O2 Fe3+ + O2· Fe3+ + O2· + RH R· + HOO· + Fe2+ R· + O2 ROO· ROO· + R'H RCOOH + R'·

2. Hidrojen peroksitin oluşumu

Fe2+ +HOO· + H+ Fe3+ + H2O2

H2O2, Fe2+ iyonlarıyla hidroksil radikaline ve hidroksit iyonuna ayrışır. Fe2++ H2O2 Fe3+ + HO· + OH-

(Fenton Reaksiyonu)

1.12. Demir Gallos Mürekkebinin Yapımı

Demir gallos mürekkebi yapmak için, meşe ağaçlarındaki galloslar gallotannik asit açığa çıkarmak üzere ezilir. Gallotannik aside su ilave edilir. Su, gallotannik asitteki ester bağlarını kırar ve gallik asit oluşturur (Şema 1.4.) (Sjostrom, 1981).

(28)

HO OH OH C O O O O O O CH2O HO OH OH C O O HO OH OH C O O OH OH HO C O OH OH HO C O + 5H2O HO OH OH C O OH 5 + glukoz gallik asit gallotannik asit

Şema 1.4. Gallotannik asidin hidrolizi

Ardından gallik asit çözeltisine FeSO4 ilave edilir. Bu karışıma bağlayıcı araç olarak akasya ağaçlarından elde edilen yapıştırıcı ilave edilir.

Demir gallos mürekkebi ile yazılan bazı eski dokümanlarda mürekkebin uygulandığı yerde delikler oluştuğu görülmüştür. Bu nedenle aşırı Fe2+ uzaklaştırılmalı ve daha az zararlı bir bileşikle çevrilmelidir (Fruen, 2002).

Toz haline getirilmiş gallosun sıcak ortamda saf suda bekletilerek fermente edilmesiyle çok yüksek verimde gallik asit ürünü oluşur. Küf, gallotanik asitteki glukozla reaksiyona girer ve gallik asit formuna hidroliz olur. Gallotannik asidin tamamen gallik aside dönüşümü için 10 günlük fermantasyonun yeterli olduğu tespit edilmiştir (Eusman, 1999).

Tannik asit elde edildikten sonra demir sülfat ve yapıştırıcıyla karıştırılır. Bunların dışında mürekkebin görünürlüğünü, kalitesini arttırmak için doğal ve sentetik boyalar (kızılağaç, indigo, anilin boyaları) ilave edilir. Mürekkep kompleksinin erken çökmesini önlemek için demir sülfat veya başka asitler (HCl, H2SO4) katılır (Çalı, 2003).

(29)

1.13. Kızılağaç (Alnus glutinosa L. gaertn)

20-30 m boylarında, koyu kahverengi gövdeli bir ağaçtır. Genç sürgünleri yapışkan, tüylü veya tüysüzdür. Yapraklar sarmal dizilişli olup ters yumurtadan yuvarlak veya dikdörtgenimsi eliptiğe kadar değişik şekillerde, 3.5-13 x 3-11 cm büyüklükte, ucu ufak girintili, yuvarlak veya küt olabilir; tabanı geniş üçgenimsi, kenarları testere dişli, tüysüz yaprak ayasının üst kısmında damarların çıkış yerlerinde demet şeklinde tüyler vardır, alt kısmı ise beyaz uzun tüylüdür (Şekil 1.2.). 4-11 adet damar bulunur. Çiçekler gösterişsiz, kedicik durumunda toplanmış ve saplıdır (Şekil 1.1.). Meyveler koyu veya kırmızı kahverengi renkli, 2-3 mm boyunda, dar kanatlıdır.

4. ayda çiçeklenir. Ülkemizin hemen her yerinde deniz seviyesinden 1700 m’ye kadar olan yerlerde, karışık yaprak döken veya herdem yeşil ormanlar içinde, nemli yerlerde ve su kenarlarında yaygın olarak yetişir. Karadeniz Bölgesinde saf ormanlar da oluşur. Çok kuzey ve güneyi hariç Avrupa, Kuzeybatı Afrika ve Kafkasya’da da yetişir.

(30)

Şekil 1.2. Kızılağaç (Alnus glutinosa L. gaertn) yaprağı

Kızılağaç bitkisi bitkisel boyamacılık işlemlerinde çok kullanılan önemli bitkilerinden biridir. Kızılağacın kabukları ve ince dalları yünleri sarıya boyamak için

kullanılır. Şapla açık kahverengi, kromla kızıl-kahverengi elde edilir (Eyüboğlu ve ark., 1983).

Kızılağaç bitkisinin meyve ve kabukları boyacılık sanayisinde (deri ve yün boyamada), deri sepilemekte kullanılır (Makaklı, 1972).

Kızılağaçların önemli bir özelliği de, köklerinden havanın serbest azotunu tespit eden bakterilerle yumru meydana getirmesidir. Bu nodülasyon oluşturma özelliğiyle kızılağaç toplulukları kumsal toprakları zenginleştirmek için ilk planda dikilecek bitkilerdendir. Toprak azotça zenginleştikten sonra, ağaçlar sökülüp diğer bitkilere yer verilebilir (Demir ve ark., 2006).

(31)

1.14. Literatürde yer alan demir gallos mürekkeplerinin hazırlanışları Tablo 1.1. Literatürde yer alan bazı demir gallos mürekkeplerinin yapılışları

Demir Gallos Mürekkebi İçindekiler Yapılışı 1 1 g yapıştırıcı 2 g FeSO4 3 g mazı meşesi 30 g su

Mazı meşesi toz haline gelene kadar öğütülür, su ilave edilerek 1-2 gün güneşte beklemeye bırakılır. FeSO4 ilave edilip

karıştırılarak tekrar 1-2 gün güneşte beklemeye beklemeye bıraktıktan sonra yapıştırıcı ilave edilir. Karıştırılıp süzülür ve şişelenir. 2 5 g fındık kabuğu gallosu 1 g FeSO4 1 g yapıştırıcı 200 g su

Gallos, toz haline gelene kadar öğütülür, suyun yarısı ilave edilerek 3-4 hafta beklemeye bırakılır. Süre bitiminde yüzeyde küf meydana gelir. Küf sıyrıldıktan sonra çözelti süzülür. Suyun küçük bir kısmında yapıştırıcı çözülür ve sıvıya ilave edilir. Oluşacak küfü önlemek için 1 g karbolik asit ilave edilir.

3

30 g ceviz kabuğu gallosu 20 g FeSO4

20 g yapıştırıcı 600 g su

Gallos toz haline gelene kadar öğütülür, suyun yarısı ilave edilerek beklemeye bırakılır. Suyun diğer yarısında FeSO4 ve

yapıştırıcı çözülür. İçine suda bekletilmiş gallos katılır. Sıvı siyaha döner ve hemen kullanılabilir ancak kalıcı siyahlığa 1-2 ay boyunca sık sık karıştırıldığında ulaşır. Bu işlemden sonra birkaç gün beklemeye bırakılır, daha sonra süzülür. Küf oluşumunu önlemek için ceviz ekstraktının %5’i ilave edilir ve 5 dakika kaynatılır.

(32)

4

10 g FeCl3

15 g tannin 100 mL aseton

Asetonun bir kısmında FeCl3 çözülür, kalan

kısmında ise tannin çözülür. Karıştırılır (Gardner, 1957). 5 113.396 g Aleppo gallosu 1.136 g deiyonize su 7.087 g yapıştırıcı 14.176 g küp şeker 14.176 g FeSO4

Toz haline getirilmiş 113.396 g Aleppo gallosu, 1.136 g deiyonize su kapaklı bir şişede 10 gün bırakılır. Daha sonra 7.087 g yapıştırıcı ve 14.176 g küp şeker ilave edilerek karıştırılır. Üzerine 14.176 g FeSO4

katılır, 2-3 gün sık sık çalkalanır. 2-3 hafta beklemeye bırakılır.

6

56.698 g kızılağaç talaşı

56.698 g toz haline getirilmiş gallos

1 g FeSO4

½ g yapıştırıcı ¼ g nar kabuğu 4.546 g su

Tüm malzemeler karıştırıldıktan sonra 14 gün boyunca sık sık çalkalamak suretiyle bekletilir.

Literatürde demir gallos mürekkebi yapımı ile ilgili bunun gibi birçok tarif (Lindquist, 2005) olmasına rağmen, verilen tariflerin bir kısmı denendiğinde mürekkep rengi açısından yetersiz kaldığı görülmüştür.

(33)

Tablo 1.2. Elde edilen mürekkeplerdeki problemler, problemlerin sebepleri ve çözümleri (Karnes, 2002)

PROBLEM SEBEBİ ÇÖZÜMÜ

Mürekkep çok solgunsa Çok fazla su eklenmesi Fazla suyun buharlaşması sağlanmalı

Hazırlamadaki hatalardan ve bayat gallostan dolayı tanninin çok az alınması

İlave tannik asit eklenmeli

Çok az miktarda FeSO4 İlave FeSO4 veya boya

pigmenti eklenmeli Dolmakalem dışında iyi

akmıyorsa

Çok az miktarda yapıştırıcı Sıvı yapıştırıcıda karıştırılmalı

Çok fazla miktarda yapıştırıcı Az miktarda sirkeyle karıştırılmalı

Süzme işleminin

tamamlanmaması

Süzülmeli veya mürekkep yerleşmiş katıdan başka bir kaba aktarılmalı

Çok çabuk küfleniyorsa Sıcak ortam. Organik kirleticiler mevcuttur. Kap, kullanılmadan önce titizlikle silinmemiştir

Küf büyümesini yavaşlatmak için yüzeydeki küf sıyrılmalı ve buzdolabına konulmalı. Bunun dışında sirke, alkol veya tuz da ilave edilebilir

Mürekkep çok kalınsa Çok az miktarda sıvı, çok fazla miktarda yapıştırıcı

Sirke eklenmeli

Mürekkep hokkasının tabanında siyah çamur oluşuyorsa

Kabın çok geniş olması, açık havaya maruz kalması, kabın açık bırakılması

Oksijeni karbondioksitle tutmak için kapak

yerleştirilmeli ve daha küçük bir kaba aktarılmalı.

(34)

1.15. ÇALIŞMANIN AMACI

Literatürde demir gallos mürekkebi için yapılan çalışmalar göz önüne alındığında gallik asit kaynağı olarak genellikle tannin bakımından zengin olan meşe mazısı, ceviz kabuğu, fındık vb. bitkilerin kullanıldığı görülmektedir.

Bu çalışmada tannin kaynağı olarak kızılağaç bitkisi seçildi. Buradaki amaç, son yıllarda gündeme gelen “kızılağaç bitkisinin orman bitkisi olmaktan çıkarılması” hususuyla beraber bu bitkinin dolmakalem mürekkebi yapımında değerlendirilip değerlendirilemeyeceğinin ele alınmasıdır.

Kızılağaç yapraklarında bulunan tannin, aktif bileşenler olarak gallatonik asit ve gallik asit içermektedir. Gallatonik asidi açığa çıkarıp, yapısındaki ester bağlarını kırarak gallik asit elde edildikten sonra, demir (II) sülfat ile oluşturduğu ( Kendall, 1998) siyah renkli kompleksi mürekkep olarak kullanmak için, optimum şartların belirlenmesi amaçlanmaktadır.

1.16. ÇALIŞMANIN ÖNEMİ

Ülkemizde özellikle de Doğu Karadeniz Bölgesi’nde geniş yayılım alanına sahip olan kızılağaç bitkisi son yıllarda değerlendirilemediğinden orman bitkisi olmaktan çıkarılmak üzeredir. İçerdiği bileşenler dikkate alındığında dolmakalem mürekkebi yapımında kullanılabileceği düşünülmüştür. Optimum şartlar belirlendiği takdirde değerlendirilemeyen kızılağaç yaprakları değerlendirilecek, ayrıca ithal ettiğimiz mürekkebi kendimiz yaparak ülke ekonomisine katkıda bulunulacaktır.

(35)

2. MATERYAL VE METOT 2.1. Materyaller

2.1.1. Başlangıç Maddeleri ve Reaktifler

Kızılağaç yaprakları, FeSO4 (Merck), yapıştırıcı ve deiyonize su.

2.1.2. Kullanılan Aparatlar

Aparatlar Bulunduğu Kurum Jasco FT/IR 430 Ostwald Viskozimetresi Piknometre Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü TOKAT pH metre (WTW Multiline P3 pH/LF) Etüv (M 5040 P) Gaziosmanpaşa Üniversitesi Doğal Boyalar Uygulama ve Araştırma Merkezi TOKAT

2.2 Metot

Gallik asidin bitkiden elde edilmesi için gallik asidin maksimum çözünürlük gösterdiği çözücü olan su (deiyonize) kullanılarak ekstraksiyon yapılmıştır. Ekstraksiyondan sonra suya geçen gallik asit miktarını arttırmak için, sabit sıcaklıkta fermantasyona bırakma yöntemi uygulandı.

(36)

2. DENEYSEL KISIM

3.1. Gallik asidin bitkiden ekstraksiyonu için uygun yöntemin seçilmesi 3.1.1 Bitkinin deiyonize suda bekletilerek gallik asidin açığa çıkartılması

Kurutulmuş kızılağaç yaprakları ufalandı. Kızılağaç yaprağı (25 g), deiyonize suda (300 mL) 30 dk. oda sıcaklığında beklemeye bırakıldı. Bu çözelti tam berraklık sağlanıncaya kadar önce elek, daha sonra pamuklu kumaş ve adi süzgeç kağıdı kullanılarak süzme işlemine tabi tutuldu. Süzüntüden 10 mL alınarak literatürde (Lindquist, 2005) belirtilen miktarda FeSO4 (0,3g) ilave edildi. pH-zaman değişimi, renk şiddeti incelendi ve FTIR spektrumu alındı.

Şekil 3.1. Gallik asidin bitkinin suda bekletilmesiyle açığa çıkarılması esnasındaki pH-zaman değişim grafiği

Şekil 3.1.’den anlaşılacağı üzere bu yöntem uygulandığında 12 günlük bir süre zarfında pH değeri 2,48’den 2,53’e çıkmaktadır. Eğer bu yöntemde gallik asit açığa çıkmış olsaydı pH değerinde bir artış değil düşüş olması beklenirdi.

Bu yöntemle elde edilen mürekkep kaleme çekildiğinde mürekkebin çok açık renkte olduğu görülmektedir (Şekil 3.2.).

(37)

Şekil 3.2. Bitkinin deiyonize suda bekletilmesi yöntemi ile yapılan ekstraksiyondan elde edilen mürekkebin kaleme çekilmiş hali

Elde edilen rengin çok açık olması dolayısıyla da mürekkep özelliği göstermemesi nedeniyle bu yöntemin mürekkep yapımı için uygun olmadığı anlaşıldı.

IR (KBr, cm-1) : 3330, 2065, 1629, 1106, 545, 505, 484, 464, 455, 433, 416, 404.

Şekil 3.3. Gallik asidin bitkinin suda bekletilmesiyle açığa çıkarılması yöntemi ile hazırlanan mürekkebin FTIR spektrumu

(38)

3.1.2. Bitkinin deiyonize suda kaynatılmasıyla gallik asidin açığa çıkartılması

Ufalanmış kuru kızılağaç yapraklarından alınarak (25 g) üzerine deiyonize su (300 mL) ilave edildi ve 90 °C’de 30 dk. ekstrakte edildi. Elde edilen süzüntü berrak olana kadar süzme işlemine tabi tutuldu. Süzüntüden 10 mL alınarak FeSO4 (0,3 g) ilave edildi. pH-zaman değişimi, renk şiddeti incelendi ve FT-IR spektrumu alındı.

Şekil 3.4. Gallik asidin bitkinin deiyonize suda kaynatılmasıyla açığa çıkarılması esnasındaki pH-zaman değişim grafiği

Şekil 3.4.’ten anlaşılacağı üzere bu yöntem uygulandığında 12 günlük bir süreçte pH değeri 5,31’den 3,52’ye düşmektedir. Bu yöntemle ortamdaki asit miktarının zamanla arttığı görülmektedir. Başka bir ifadeyle bitkinin deiyonize suda kaynatılmasıyla, açığa çıkan gallik asit miktarı artmaktadır.

Bu yöntemi kullanarak hazırlanan mürekkep kaleme çekildiğinde (Şekil 3.5.) bir önceki yönteme (3.1.1.) göre daha koyu renk elde edildiği gözlendi ancak bunun da mürekkep özelliği gösterecek kadar koyu olmadığı görülmektedir.

(39)

Şekil 3.5. Bitkinin deiyonize suda kaynatılmasıyla yapılan ekstraksiyondan elde edilen mürekkebin kaleme çekilmiş hali

IR (KBr, cm-1) : 3901, 3853, 3837, 3820, 3801, 3455, 2065, 1868, 1637, 1558, 1540, 1508, 1103, 1037, 894, 669, 603, 553, 470, 420, 406

Şekil 3.6. Bitkinin suda kaynatılarak gallik asidin açığa çıkartılması yöntemi ile hazırlanan mürekkebin FT-IR spektrumu

(40)

3.1.3. Bitkinin deiyonize suda kaynatılarak ekstrakte edilmesinden sonra fermantasyona bırakılması

Kurutulmuş kızılağaç yapraklarından (25 g) alınarak deiyonize su (300 mL) ilave edildi ve 90 °C’de 30 dk. ekstrakte edildi. Elde edilen süzüntü berraklık sağlanıncaya kadar elek, pamuklu kumaş ve adi süzgeç kağıdı kullanılarak süzme işlemine tabi tutuldu. Süzüntü literatürde (Lindquist, 2005) belirtilen sürede (10 gün) fermantasyona bırakıldı. Fermantasyon süreci sonunda ekstrakt tekrar süzülerek katı partiküllerden tamamen temizlendi. Süzüntüden 10 mL alınarak literatürde belirtilen miktarda FeSO4 (0,3 g) ilave edildi. pH-zaman, renk şiddeti ve FT-IR spektrumu bakımından incelendi.

Şekil 3.7. Gallik asidin bitkinin deiyonize suda kaynatıldıktan sonra fermantasyona bırakılması esnasındaki pH-zaman değişim grafiği

Şekil 3.7. incelendiğinde bu yöntemde 22 günlük bir süreçte pH değeri 3,72’den 2,61’e düşmektedir. Bu yöntemle ortamdaki asit miktarının zamanla arttığı ve diğer yöntemlere (deiyonize suda bekletme ve deiyonize su ile kaynatma) göre daha fazla asit açığa çıktığı görülmüştür.

(41)

Şekil 3.8. Bitkinin deiyonize suda kaynatıldıktan sonra fermantasyona bırakılmasıyla yapılan ekstraksiyondan elde edilen mürekkebin kaleme çekilmiş hali

Aynı miktarlarda madde kullanıldığında en koyu rengin bu yöntemle elde edildiği açıkça görülmektedir (Şekil 3.8.).

IR (KBr, cm-1) : 3451, 2065, 1635, 1417, 1101, 543, 476, 445, 435, 424, 410

Şekil 3.9. Bitkinin suda kaynatılıp fermantasyona bırakılarak gallik asidin açığa çıkartılması yöntemi ile hazırlanan mürekkebin FT-IR spektrumu

IR, renk şiddeti, pH-zaman değişimleri dikkate alındığında bitkiden gallik asit ekstraksiyonu için en uygun metodun fermantasyon yöntemi olduğu görüldü.

(42)

3.2. Sıcaklığa Bağlı Fermantasyon Süresinin Belirlenmesi

Kızılağaç yaprağı (25 g )/ deiyonize su (300 mL) ekstresi 1/5 oranında deriştirilip süzüldükten sonra etüv farklı sıcaklıklara ayarlanarak fermantasyona bırakıldı. Ortamın pH değeri ölçülerek fermantasyon süresi belirlendi.

Tablo 3.1. pH değişimine bağlı olarak farklı sıcaklıklarda fermantasyon süresinin belirlenmesi 1. gün 2. gün 3. gün 4. gün 5. gün 6. gün 7. gün 8. gün 9. gün pH (21°C) 5,24 5,19 5,15 5,12 5,10 5,09 5,08 5,07 * 5,10 pH (22°C) 5,18 5,17 5,15 5,13 5,12 5,11 5,10 * 5,15 pH (23°C) 5,13 5,12 5,11 5,10 5,09 5,07 * 5,11 pH (24°C) 5,11 5,09 5,08 5,07 * 5,12 pH (25°C) 5,10 5,07 5,06 * 5,09 pH (26°C) 5,09 5,06 5,02 * 5,10

* İlgili sıcaklıkta fermantasyonun gerçekleşmesi için geçen süre sonunda ortamın pH değerleri

(43)

Tablo 3.2. Farklı sıcaklıklardaki fermantasyon süreleri

Sıcaklık Fermantasyon Süresi (Gün)

21 °C 8 22 °C 7 23 °C 6 24 °C 4 25 °C 3 26 °C 3

Çalışılan sıcaklık değeri için verilen fermantasyon süresine kadar pH’nın giderek azalma gösterdiği, belirlenen günden sonra ise artış gösterdiği gözlendi. Bu nedenle fermantasyon süresi asitliğin maksimum değer gösterdiği yani en düşük pH’nın görüldüğü gün olarak belirlendi.

Fermantasyon süresinin artmasıyla, elde edilen mürekkebin renk şiddetinin arttığı görüldü. Ortam sıcaklığına göre optimum fermantasyon süresi 7-8 gün olarak belirlendi.

3.3. İlave edilmesi gereken demir (II) sülfat miktarının belirlenmesi

Kızılağaç yaprağı (25 g )/ deiyonize su (300 mL) ekstresi 1/5 oranında deriştirilip süzüldükten sonra 21°C’de 8 gün fermantasyona bırakıldı. Fermantasyon süreci sonunda çözeltiden 5’er mL’lik kısımlar alınarak artan miktarlarda FeSO4 ilave edildi ve zaman-pH değişimi incelendi.

(44)

Tablo 3.3. Kızılağaç ekstrelerinin farklı miktarlardaki FeSO4 ilavesiyle pH değişimleri Deney Ekstre (mL) FeSO4 miktarı (g) pH (1) (gün) pH (2) (gün) pH (3) (gün) pH (6) (gün) pH (7) (gün) pH (10) (gün) pH (14) (gün) pH (15) (gün) pH (16) (gün) 1 5 0,10 4,55 4,01 3,93 3,67 3,55 3,29 3,17 3,15 3,13 2 5 0,15 4,16 3,83 3,76 3,50 3,49 3,11 3,01 2,98 2,98 3 5 0,20 3,94 3,55 3,45 3,27 3,26 2,94 2,88 2,84 2,80 4 5 0,25 3,87 3,65 3,51 3,35 3,32 2,98 2,91 2,86 2,83 5 5 0,30 3,75 3,38 3,25 3,17 3,15 2,86 2,80 2,74 2,72 6 5 0,35 3,65 3,53 3,25 3,15 3,13 2,83 2,79 2,72 2,71 7 5 0,40 3,21 2,90 2,83 2,82 2,86 2,61 2,61 2,55 2,52 8 5 0,45 3,15 3,05 2,93 2,93 2,91 2,70 2,65 2,63 2,60 9 5 0,50 3,14 3,12 3,02 2,97 2,96 2,74 2,62 2,65 2,65 10 5 0,55 3,04 2,98 2,90 2,90 2,89 2,73 2,69 2,64 2,60 11 5 0,60 2,91 2,95 2,85 2,84 2,79 2,69 2,66 2,61 2,56 12 5 0,65 2,87 2,83 2,86 2,85 2,78 2,71 2,68 2,61 2,56 13 5 0,70 2,88 2,86 2,79 2,71 2,70 2,63 2,69 2,53 2,42 14 5 0,75 2,79 2,70 2,56 2,48 2,42 2,39 2,35 2,30 2,30 15 5 0,80 2,79 2,70 2,72 2,66 2,55 2,53 2,50 2,47 2,44 16 5 0,85 2,78 2,77 2,59 2,51 2,50 2,45 2,44 2,33 2,36 17 5 0,90 2,79 2,63 2,58 2,50 2,44 2,44 2,38 2,35 2,32 18 5 0,95 2,78 2,82 2,74 2,72 2,65 2,65 2,60 2,53 2,53 19 5 1,00 2,78 2,81 2,69 2,75 2,64 2,64 2,60 2,58 2,47 20 5 1,05 2,79 2,54 2,44 2,43 2,43 2,43 2,43 2,36 2,38

Tablo 3.3. incelendiğinde 14. deneyden sonra pH değerinin çok fazla değişmediği görülmektedir. Bu nedenle aynı şartlarda hazırlanmış mürekkep numunesi için optimum değer FeSO4(0,75 g )/5 mL kızılağaç ekstresi olarak belirlendi.

3.4. İlave Edilmesi Gereken Yapıştırıcı Miktarının Belirlenmesi

Kızılağaç yaprağı (25 g )/ deiyonize su (300 mL) ekstresi 1/5 oranında deriştirilip süzüldükten sonra (200 mL ekstre elde edilene kadar işleme devam edildi) 21 °C’de 8 gün fermantasyona bırakıldı. Fermantasyon süreci sonunda çözeltiden 20’şer mL’lik kısımlar alınarak sabit miktarda FeSO4 ilave edildi. Farklı miktarlarda yapıştırıcı ilave edilerek yoğunlukları ve pH değerleri ölçüldü.

(45)

Tablo 3.4 . Sabit miktarda kızılağaç yaprağı ekstresi, sabit miktarda FeSO4 ve değişen miktarlarda yapıştırıcı alındığı durumda yoğunluk ve pH değerleri

Deney Kızılağaç ekst.(mL) FeSO4 (g) Yapıştırıcı miktarı (g) Yoğunluk (g/mL) pH 1 20 3,0 0,45 1,053 2,95 2 20 3,0 0,92 1,056 2,97 3 20 3,0 1,32 1,056 2,98 4 20 3,0 1,73 1,063 2,99 5 20 3,0 1,97 1,064 3,01 6 20 3,0 2,24 1,066 3,06 7 20 3,0 2,56 1,067 3,08 8 20 3,0 2,79 1,067 3,09 9 20 3,0 3,34 1,069 3,12 10 20 3,0 3,52 1,070 3,14

Tablo 3.4.’e göre 7. deneyden sonra elde edilen mürekkeplerin renginde belirgin derecede renk şiddetinde düşme meydana geldiği için ilk 6 deney içinde ortalama bir değer belirlenmiştir (İlave edilen yapıştırıcı miktarının önemi üzerine literatürde herhangi bir bilgiye rastlanamamıştır). Ortalama olarak 4. deney baz alındı ve aynı koşullarda hazırlanan mürekkep için yapıştırıcı miktarı 1,73 g olarak belirlendi.

3.5. Elde Edilen Mürekkebin Bazı Parametreler Bakımından Ticari Mürekkeplerle Karşılaştırılması

Tablo 3.5. Elde edilen mürekkebin bazı parametreler bakımından ticari mürekkeplerle karşılaştırılması

Pelikan Quink Parker Kızılağaç

Yoğunluk (g/mL) 0,892 1,012 1,063 pH 6,70 2,82 1,45 Kuruma süresi (s)(19°C) 90 110 120 Su ile dağılışı

(46)

3.6. Mürekkeplerin Yoğunluklarının Ölçülmesi

Piknometre temizlenip kurutulduktan sonra tartıldı. Daha sonra içi deiyonize su ile doldurulup ağzı iyice kapatıldıktan sonra tekrar tartılarak sonuç kaydedildi. İki ölçümün farkı alınarak suyun kütlesi belirlendi. İşlemler ortam sıcaklığı olan 26°C’de gerçekleştirildiğinden suyun bu sıcaklıktaki yoğunluk değeri olan 0,997 g/mL baz alınarak ve daha önce kaydedilen kütle değeri Eşitlik 1’de yerine konularak piknometrenin içinde bulunan sıvı hacmi 13,24002 mL olarak bulundu.

mpiknometre= 18,8517 g mpiknometre + msu= 32,0520 g msu = 32,0520-18,8517 msu= 13,2003 g dsu= 0,997 g/mL (26°C) d= v m (1) Aynı işlemler mürekkep numuneleri için uygulanarak aynı hacimdeki kütleleri belirlendi. Eşitlik 1’den yararlanılarak her birinin yoğunluk değeri belirlendi.

mpiknometre= 18,8517 g

mpiknometre + mquink parker= 32,2556 g mquink parker = 32,2556-18,8517 mquink parker= 13,4009 g dquink parker = v mquinkpar ker = 24002 , 13 4009 , 13 = 1,012 g/mL mpiknometre= 18,8517 g mpiknometre + mpelikan= 30,6618 g mpelikan = 30,6618-18,8517 mpelikan= 11,8101 g

(47)

dpelikan = v mpelikanr = 24002 , 13 8101 , 11 = 0,892 g/mL mpiknometre= 18,8517 g mpiknometre + mkızılağaç= 32,9320 g mkızılağaç = 32,9320-18,8517 mkızılağaç= 14,0803 g dkızılağaç = v mkıızılağaç = 24002 , 13 0803 , 14 = 1,063 g/mL

Kızılağaçtan elde edilen mürekkebin yoğunluğu Quink Parker marka mürekkebin yoğunluğuna oldukça yakın çıkmıştır.

3.7. Mürekkeplerin Viskozitelerinin Ölçülmesi

Sıvıların viskozite büyüklüklerini belirleyebilmek için sıvının viskozite büyüklüğüne de bağlı olmak üzere, pek çok yöntem uygulanmaktadır. Sıvıların viskozite ölçüm yöntemleri birbirinden farklı olmakla birlikte dayandıkları temel eşitlikler Poiseuille

veya Stokes eşitlikleridir. Burada Poiseuille eşitliğinden yararlanılmıştır.

Poiseuille eşitliğine göre, r yarıçapında l uzunluğunda bir kılcal borudan, ∆P

basıncıyla t süresinde akan v hacmindeki sıvının viskozitesi (η) aşağıdaki eşitlikle verilir.

η = vl Ptr 8 4 Π∆ (2)

(48)

Buradaki parametrelerin bazılarını belirlemek güç olacağından bu bağıntıyı direkt kullanmak yerine viskozite katsayısı bilinen bir referans sıvıyla akma süresini karşılaştırmak (bağıl yöntem) daha güvenilir sonuçlar elde edilmesini sağlayabilir. Çözücü ve çözelti için aynı viskozimetre kullanılırsa ve 2 no’lu eşitlik hem çözücü hem de çözünen için yazılıp, birbirine oranlanırsa, (3) no’lu eşitlik elde edilir;

0 0 0 0 0 d t dt t P Pt = = η η (3)

Burada; η ve η0sırasıyla viskozitesi belirlenecek sıvının ve viskozite katsayısı bilinen referans sıvının viskozite katsayılarıdır, t ve t sırasıyla V hacmine sahip sıvının 0

ve referans maddenin, l uzunluğu ve r yarıçaplı kılcal borudan akma süreleri, d ve d 0

sırasıyla sıvının ve referans maddenin yoğunluklarıdır.

Tablo 3.6. Saf suyun farklı sıcaklıklardaki yoğunluk, viskozite ve akış süresi değerleri

20 °C 25 °C 30 °C 40 °C

Yoğunluk (d)(g/mL) 0,998 0,997 0,995 0,992

Viskozite (η) (cp) 1,002 0,890 0,750 0,653

Akış süresi (t) (s) 108 102 93 82

Tablo 3.7. Pelikan marka mürekkebin farklı sıcaklıklardaki yoğunluk ve akış süresi değerleri

20 °C 25 °C 30 °C 40 °C

Yoğunluk (d)(g/mL) 0,894 0,892 0,891 0,889

(49)

Tablo 3.8. Quink Parker marka mürekkebin farklı sıcaklıklardaki yoğunluk ve akış süresi değerleri

20 °C 25 °C 30 °C 40 °C

Yoğunluk (d)(g/mL) 1,013 1,012 1,011 1,009

Akış süresi (t) (s) 122 115 106 97

Tablo 3.9. Kızılağaç mürekkebinin farklı sıcaklıklardaki yoğunluk ve akış süresi değerleri

20 °C 25 °C 30 °C 40 °C

Yoğunluk (d)(g/mL) 1,065 1,063 1,061 1,058

Akış süresi (t) (s) 117 114 110 101

Elde edilen değerler eşitlik (2)’de yerine konularak mürekkep numunelerinin farklı sıcaklıklardaki viskozite değerleri belirlendi.

Tablo 3.10. Mürekkeplerin farklı sıcaklıklardaki viskoziteleleri

η (20 °C) η (25 °C) η (30 °C) η (40 °C )

Pelikan 1,314 1,170 1,019 0,916

Quink Parker 1,158 1,018 0,869 0,788

(50)

3.8. Elde edilen mürekkep ile satın alınan ticari mürekkeplerin FT-IR spektrumları

Şekil 3.10. Quink Parker ve Pelikan marka mürekkeplerle kızılağaç mürekkebinin FTIR spektrumları Quink Parker; IR (KBr, cm-1) : 3457, 2381, 2076, 1637, 1498, 1392, 1186, 1122, 1033, 1006, 605, 557, 528, 468, 445, 428, 416, 408 Pelikan; IR (KBr, cm-1) : 3442, 2381, 2078, 1637, 1398, 1099, 566, 526, 484, 474, 443, 424, 414, 401 Kızılağaç; IR (KBr, cm-1) : 3417, 2061, 1635, 1417, 1106, 574, 497, 462, 437, 424, 412

(51)

Şekil 3.11. Fermantasyon yöntemi ile elde edilen mürekkebin pH-zaman grafiği

Kızılağaç yapraklarını kullanarak yapılan mürekkebin renk, akışkanlık vb. mürekkep özelliklerine ne kadar sürede ulaştığı pH-zaman ilişkisi (Şekil 3.11.) incelenerek belirlendi. pH değeri 16 haftalık bir zaman zarfında 3,20’den 1,45’e düşerek sabitlendi.

Elde edilen pH değeri oldukça asidik olduğundan kızılağaç mürekkebinin korozif özelliğe sahip olduğu düşünülebilir. Ancak kaliteli mürekkep olan Quink Parker’ın pH değerinin de oldukça asidik (pH=2,82) olması ve buna rağmen korozif özellik göstermemesi pH değerinin koroziflikle doğrudan ilişkili olmadığının bir göstergesidir.

(52)

3. TARTIŞMA VE SONUÇ

Demir gallos mürekkeplerinin XII yy.dan XX. yy.’a kadar uzanan 700 yıllık bir tarihi vardır. Yüzyıllardır farklı yöntem ve farklı maddeler kullanılarak yapılan demir gallos mürekkeplerinin yerini XX. yy.’dan itibaren sentetik mürekkepler almıştır. Literatürde yapılan çalışmalar göz önüne alındığında tannince zengin bitki aksamlarının Fe2+ ile oluşturduğu kompleksin çeşitli maddeler ilave edilerek zenginleştirildikten sonra dolmakalem mürekkebi olarak kullanılabileceği görülmektedir. Bu kapsamda en fazla kullanılan bitki mazı meşesidir (%70-80 tannik asit içerir). Bunu ceviz kabuğu ve fındık kabuğu takip eder.

Bu çalışmada ise tannin kaynağı olarak kızılağaç (Alnus glutinosa L. gaertn)

yaprakları tercih edilmiştir. Bu bitkinin tercih edilmesinin en önemli nedeni ise kızılağaçtan yeterince yararlanılamadığının düşünülerek orman bitkisi olmaktan çıkarılmak üzere olmasıdır.

Kızılağaç yaprakları, az miktarda gallotannik asit içermektedir. Gallotannik asidi açığa çıkarırken maksimum verim elde etmek için reaktiflerin optimum miktarlarda alınıp en uygun yöntemin seçilmesi gerekmektedir. Bu kapsamda literatürde (Karnes, 2002) adı geçen ekstraksiyon yöntemleri tek tek ele alınarak incelendi. Gallotannik asidin bitki aksamından ekstrakte edilmesi için en uygun yöntemin fermantasyon yöntemi olduğu belirlendi.

Demir gallos mürekkebi ile ilgili olarak literatürde en çok üzerinde durulan konu bu mürekkeplerin korozif özellikte olmasıdır. Bu özelliklerinden dolayı temas ettikleri yüzeyin uzun zaman sonra aşınmasına hatta parçalanmasına neden olurlar. Bu parçalanmanın en önemli nedeni ortamda bulunan fazla Fe2+ iyonları olduğundan çalışmamız kapsamında ele alınan “ilave edilmesi gereken FeSO4 miktarı”nın önemi açığa çıkmaktadır. İlave edilen FeSO4 bileşiğindeki Fe2+ iyonları gallik asit ile kompleks oluşturduğundan optimum FeSO4 miktarı belirlenerek ortamda oluşacak fazla Fe2+ miktarı

(53)

minimuma indirildi. Aynı zamanda demir gallos mürekkeplerinde meydana gelen çökmeyi gidermek amacıyla literatürde belirtildiği gibi HCl, H2SO4 gibi bir asit ilave edip korozif özelliğini arttırmak yerine fermantasyona bırakılan çözeltiden ilave edilerek hem çökme engellenmiş oldu hem de mürekkebin renk şiddeti arttırılmış oldu.

En az malzeme ile kaliteli dolmakalem mürekkebi yapmak amaçlandığından FeSO4, yapıştırıcı ve deiyonize su dışında ilave madde kullanılmadı. Buna rağmen bu mürekkebin tam olarak oluşması için dört ay gibi uzun bir zaman gerektirmesi pratik üretim için çok uygun olmamakla birlikte fazla miktarda kızılağaç yaprağından yola çıkıldığında ekonomik değerinin olacağı kanaatine varıldı.

Bu nedenle Orman Bakanlığının orman bitkisi olarak görmediği kızılağacın endüstriyel açıdan değerlendirilebileceği sonucuna varılmıştır.

(54)

KAYNAKLAR

ANONİM, 2001. “Bitkilerden Elde Edilen Boyalarla Yün Liflerinin Boyanması” Sanayi ve Ticaret Bakanlığı Küçük Sanatlar Sanayi Bölgeleri ve Siteleri Genel Müdürlüğü Yayını.

BANIK, G., 1999. “Ink Corosion”Staatliche Akademie. Stuttgart. www.knaw.nl/ecpa/ink/html/make.html

BOTTI, L., 2001. Calcium Phytate, a Natural Antioxidant to Counter Paper Corrosion Caused by Iron Gall Ink.

ÇALI, H., 2003. “Çağın Polisi Dergisi”, 2 (23).

DANIELS, V., 2000. The Chemistry of Iron Gall Ink, in “The Iron Gall Meeting”, 4-5 September, The University of Northhumbria, Newcastle upon Tyne, pp. 125-133.

DEMİR, M., ÇELİK, S., 2006. Türkiye’de Yetişen Bazı Önemli Boya Bitkilerinin Üretim Teknikleri ve Elde Edilen Renklerin Haslık Dereceleri.

EUSMAN, E., 1999. “Iron Gall Ink” Paper Conservation Department, Rotterdam. www.knaw.nl/ecpa/ink/html/make.html

EYÜBOĞLU, Ü., OKAYGÜN, I., YARAŞ, F., 1983. Doğal Boyalarla Yün Boyama, Uygulamalı Eğitim Vakfı, İstanbul.

FRUEN, L., 2002. “The Real World of Chemistry”, 6th ed ISBN 0-7872-9677-5.

GARDNER, D., 1957. Hiscox and Prof. T. O’Connor Sloane, Fortunes in Formulas, [New York : Boks, Inc.].

(55)

KARNES, C., 2002. Ink Corrosion website, How to make ink, Recipes and instructions. http://www.knaw.nl/ecpa/ink/make_ink_recipes.html

KREKEL, C., 1999. “Iron Gall Ink”,Chemical Reactions www.knaw.nl/ecpa/ink/html/make.html

LEEDHAM, E., 2004. Early Modern Handwriting : An Introduction. http : //english.cam.ac.uk/ceres/ehoc/intro.html.

LINDQUIST, E., 2005. Recipes For Old Writing and Drawing Inks, Jonesboro. MAKAKLI, B., 1972. Tıbbi Bitkilerin Değerlendirilmesi, Cilt 1, Çeviri ve Derleme, İstanbul.

PROOST, K., JANSSENS, K., WAGNER and B., BULSKA, E., 2004. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. V : 213

p 723-728

SJOSTROM, E., 1981. Wood Chemistry : Fundamentals and Applications. Orlando : Academic Press.

(56)

ÖZGEÇMİŞ

1981 yılında Amasya’da doğdu. İlkokulu Amasya Atatürk İlkokulu’nda (1988-1992) ortaokul ve liseyi Amasya Anadolu Lisesi’nde (1992-1999) tamamladı. Aynı yıl Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Kimya Öğretmenliğini kazandı. 2004’te mezun oldu ve Gaziosmanpaşa Üniversitesi’nde yüksek lisansa başladı. Aralık 2004’ten beri Gaziosmanpaşa Üniversitesi’nde araştırma görevlisi olarak görev yapmaktadır.

Referanslar

Benzer Belgeler

Harp O kulu’nda öğrenci iken resim çalışmalarına başlayan ve burada Halil Paşa ile Hoca A li R ıza ’nın atölyesinde yetişen Bayezit, ordudan emekli olduktan

Klasik edebiyata meraklı olan Hristo Dulidis - in anlattığına göre, dedesi Kaptan Asteri, 1890 yılında açmış Agora yı, ardından babası Stel- yo devam etmiş, sonra da

Öncelikle Osmanlı tarihi. Bilgiler çok kıs­ miydi; delirdiği yoktu, tarihi yapan ve yaşa­ yan insanlar bilinmiyordu. Ekonomik ya­ şam örneğin. Uzun süre

Doğu Hıristiyanlığına Yunan leriyle hâkim olmak, İstanbul pat 0 zaman bu şehirde bulunan Pa- i düşüncesi, Batı Hıristiyanlığına Lâ rikini diğer

Bu çerçevede Türk vergi sisteminde gelirden veya matrahtan indirim şeklinde en az geçim indirimi, ücret gelirlerine indirimli vergi tarifesi (%5 civarında),

Kamu altyapı yatırımları; bir ülkede kamu bütçesinden ekonomik (enerji, ulaşım, haberleşme ve iletişim) ve sosyal (eğitim, sağlık, spor, kültür) altyapı

Tüm bu yazdıklarımızdan anlaşılması gereken şey, Upanişadlar bilgeliğindeki varlık anlayışının tek bir Tanrı üzerine kurulmuş olduğu ve tüm yaratılanların

TaĢıyıcının ekstraksiyon hızına etkisi (Escaid 100 ile)…………. Sıyırma çözeltisi Na 2 CO 3 konsantrasyonunun ekstraksiyon hızına etkisi……….. Yüzey aktif