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
- Atık PET'in KOH kullanılarak katalizörlü ortamda mikrodalga reaktör ile depolimerizasyonu
Depolymerızatıon of waste pet usıng KOH ın a catalyzed envıronment wıth a mıcrowave reactor
MUSTAFA ABDULATEEF HASHIM ALBOISOD
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMAHAT DORUK
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEDAT ARDA KÜÇÜK
- Investigation of graphene growth on different natural substrates from aromatic plastic wastes and its systematic life cycle assessment
Aromatik plastik atıklardan farklı doğal substratlar üzerinde grafen büyümesinin araştırılması ve sistematik yaşam döngüsü değerlendirmesi
ESRA YALÇINKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN
- Upcycling to sustainable conversion of polypropylene waste to graphene grown talc hybrids as additive for efficient thermoplastic processing and its systematic life cycle assessment
İleri dönüşüm tekniği ile polipropilen atıkların sürdürülebilir şekilde katkı malzemesi olarak verimli termoplastik işlemede kullanmak için talk üzerinde büyütülen grafen hibritlerine dönüşümü ve sistematik yaşam döngüsünün değerlendirmesi
ATAKAN KOÇANALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN
- Catalytic upcycling of polyolefins into refinery feedstock via hydrogenolysis using commercial heterogeneous catalysts
Poliolefinlerin rafineri hammaddesine ticari heterojen katalizörler kullanilarak hidrojenoliz yoluyla katalitik ileri dönüşümü
ARZUM CEREN AYDOĞDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ÇELİK
DR. BERRAK ERKMEN
- Derin öğrenme tabanlı yaklaşımlarla mikroskop görüntülerinden plastik türlerinin sınıflandırılması
Classification of plastic types from microscope images using deep learning-based approaches
ADEM DELİASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ULAŞ YURTSEVER