Recycling of polymer waste using different techniques
Çeşitli teknikler kullanılarak polimer atıkların geri dönüşümü
- Tez No: 791297
- Danışmanlar: PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ, DOÇ. DR. ÇERAĞ DİLEK HACIHABİBOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bozunma, Katalizörler, Mezo gözenekli karbon, Piroliz, Polilaktik asit, Süperkritik karbon dioksit, Decomposition, Catalysts, Mesoporous carbon, Pyrolysis, Polylactic acid, Supercritical carbon dioxide
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Polilaktik asit (PLA), seri üretimi, iyi işlenebilirliği, optik, mekanik, termal ve bariyer özelliklerinden dolayı en yaygın olarak bilinen yenilenebilir, biyolojik olarak parçalanabilen polimerdir. Bu nedenle, PLA üretim hızı son on yılda önemli ölçüde arttı. Bununla birlikte, PLA'nın toprakta ve deniz ortamlarında yavaş bozunma hızına sahip olduğu ve polimerin yaygın kullanımı ile önemli atık birikimine yol açtığı bilinmektedir. Bu nedenle, PLA atıklarının geri dönüşümü, yeni teknikler ortaya çıkmadıkça yakın gelecekte önemli bir çevresel sorun haline gelecektir. Bu probleme odaklanılarak, PLA'nın bozunması farklı reaksiyon parametreleri altında özel olarak tasarlanmış piroliz sistemi ve yüksek basınçlı reaksiyon sistemi kullanılarak metal yüklü silika aerojel katalizörleriyle ve bunlar olmaksızın gerçekleştirilmiştir. Laktit izomerleri, laktik asit, propiyonik asit, asetaldehit, karbon monoksit, karbon dioksit ve hidrojenin üretimi sağlanmıştır. Piroliz sisteminde 50 ml/dk argon akışı altında 225 oC, 480 dk, 70 rpm'de maksimum laktit izomer verimi ağırlıkça %49 olarak belirlenirken, yüksek basınç sisteminde 200 oC, 120 dk, 70 rpm ve 206 bar'da ağırlıkça %89 laktit izomer verimi elde edildi. Ayrıca Al, Fe ve Mg yüklü katalizörlerin PLA'nın parçalanmasında etkili olduğu görülmüştür. En yüksek laktit izomer verimi SAUFe15 katalizörü ile 225 oC, 60 dk, 70 rpm'de, 50 ml/dk argon akışında ağırlıkça %58 olarak bulunmuştur. Bu çıktılar, süperkritik karbondioksit ortamı, mezogözenekli katalizörler ve piroliz tekniğinin, PLA'nın kapalı döngü üretimi amacıyla PLA'nın geri dönüşümü için umut verici olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Polylactic acid (PLA) is the most widely known renewable biodegradable polymer due to its mass production, good processability, optical, mechanical, thermal, and barrier properties. Hence, the production rate of PLA increased gradually during the last decade. However, PLA is known to have slow degradation rate in soil and marine environments, leading to significant waste accumulation with widespread usage of the polymer. Thus, recycling of PLA waste will become a significant environmental concern in near future unless the effective techniques emerge. Focusing on this problem, the degradation of PLA was performed with and without metal loaded silica aerogel catalysts using custom-designed pyrolysis system and high-pressure reaction system under different reaction parameters. The production of lactide isomers, lactic acid, propionic acid, acetaldehyde, carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen were achieved. The maximum lactide isomer yield was determined to be 49 wt.% at 225 oC, 480 min, 70 rpm under 50 ml/min argon flow in pyrolysis system, while 89 wt.% lactide isomer yield was achieved at 200 oC, 120 min, 70 rpm and 206 bar in high-pressure system. In addition, Al, Fe, and Mg loaded catalysts were found to be effective in the degradation of PLA. The highest lactide isomer yield was found to be 58 wt.% with SAUFe15 catalyst at 225 oC, 60 min, 70 rpm under 50 ml/min argon flow. These outputs show that supercritical carbon dioxide medium, mesoporous catalysts and pyrolysis technique are promising for the recycling of PLA with the aim of closed loop production of PLA.
Benzer Tezler
- Deri endüstrisi atıksularından protein giderimi
Protein removal from leather industry wastewaters
TÜLAY KOCA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY TÜNAY
- Elektrospinning tekniği ve UV ışımasının eşzamanlı olarak uygulanması ile nanofiber membranların uygulanması hazırlanması ve kıymetli metallerin adsorpsiyonunda
Preparation of nanofiber membranes by the implementation of electrospinning technique and UV radiation simultaneously and application on adsorption of precious metals
BİHTER ZEYTUNCU
Doktora
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Nanokompozit malzeme kullanarak sulu çözeltilerden Cs(I) uzaklaştırılması
Cesium removal from aqueous solution using nanocomposite material
BİLAL ÇETİN
- RAM belleklerdeki metalik değerlerin hidrometalurjik yöntemlerle geri kazanımı
Recovery of metallic values that random access memory chips contain via hydrometallurgical treatments
ÖZGÜN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CÜNEYT ARSLAN
- Recovery of crosslinkable polyethylene
Çapraz bağlanabilen polietilenin geri kazanılması
ALAETTİN ŞENKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Doğal lif takviyeli kompozitlerde lif / matris ara yüzey iyileştirme çalışmaları ve çevresel koşullara göre karakterizasyonu
Fiber / matrix interfacial improvement techniques and characterization due to environmental conditions for natural fiber reinforced composites
MEHMET SAFA BODUR
Doktora
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL