Pyrolysis of polylactic acid using bifunctional catalyst
Polilaktik asidin bifonksiyonel katalizör kullanılarak pirolizi
- Tez No: 920416
- Danışmanlar: PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ, DOÇ. DR. ÇERAĞ DİLEK HACIHABİBOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- 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: 150
Özet
Polilaktik asit biyolojik olarak bozunabilen bir polimer olması dolayısıyla umut vadeden bir polimer olarak ortaya çıkmaktadır. Polilaktik asit petrol bazlı biyolojik olarak bozunamayan polimerlerin çevrede sebep olduğu problemleri azaltabilmektedir. Yine de, PLA'nın biyolojik olarak bozunabilmesi hakkındaki yanlış kanılar PLA atığına sebep olmaktadır. PLA'nın kolayca bozunabilmesi için gereken sıcaklık, pH vb., koşullar doğada uygun olmadığından PLA atığı kaçınılmazdır. Buna bağlı olarak, bu çalışmanın amacı PLA bozunmasını katalizör kullanarak incelemektir. Bu çalışmada destek malzemesi, silika aerojel sol-jel yöntemi ile sentezlenmiştir. Al ve Fe metalleri farklı ağırlık oranlarında ıslak emdirme yöntemi kullanılarak silika aerojellere yüklenmiştir. Metal yüklü silika aerojeller çeşitli karakterizasyon teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Al/Fe ağırlık oranının, sıcalık ve reaksiyon süresinin PLA depolimerizasyonundaki ürün verimindeki ve ürün dağılımındaki etkileri piroliz sisteminde incelenmiştir. Al/Fe ağırlık oranına bakılarak en düşük katı ürün verimi (% 11.5), ve en yüksek yoğuşabilir ürün verimi (% 51) açısından SimSAU0.5Al14.5Fe en iyi performans gösteren katalizör olarak bulunmuştur. Bu yüzden, sıcaklık ve reaksiyon süresi etkisi sadece en iyi performansı gösteren katalizör için incelenmiştir. Sıcaklığın artmasıyla daha az yoğuşabilir ürün ve daha fazla yoğuşmayan ürün elde edilmiştir. Ana yoğuşabilir ürünler DL, L ve Mezo laktittir. Ana yoğuşabilir ürünlerin konsantrasyonu sıcaklığın artmasıyla azalmıştır. Ana yoğuşmayan ürünler asetaldehit ve karbon monoksittir. Asetaldehit konsatrasyonu sıcaklığın artmasıyla artarken karbon monoksit konsantrasyonu azalmıştır. Son olarak reaksiyon süresinin 225 ℃'de 60 dakikadan 120 dakikaya çıkarılmasıyla katı ürün gözlemlenmemiştir. Ayrıca, yoğuşabilir ürün veriminde reaksiyon süresinin artmasıyla az bir yükseliş gözlemlenmiştir. En yüksek laktit verimi 225 ℃'de ve 120 dakikada elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Polylactic acid is a promising polymer thanks to being biodegradable. PLA could be utilized to diminish environmental problems caused by non-biodegradable petroleum-based polymers. However, misconceptions about the biodegradability of PLA lead to PLA waste. Nature lacks the proper conditions, such as temperature, pH, etc., that PLA requires to decompose easily; therefore, PLA waste is inevitable. Thus, the aim of this study was to investigate PLA degradation using a catalyst. In this study support material mesoporous silica aerogel was synthesized via sol-gel method. Al and Fe metals were loaded to silica aerogels at different Al to Fe weight ratios via the wet impregnation method. Metal-loaded silica aerogels were characterized using various characterization techniques. The effects of Al/Fe weight ratio, temperature, and reaction time on the product yield and distribution in the depolymerization of PLA were investigated in a pyrolysis system. Regarding the Al/Fe weight ratio, the best-performing catalyst was found to be SimSAU0.5Al14.5Fe in terms of lowest solid yield (11.5 %) and highest condensable product yield (51 %). Thus, the effect of temperature and reaction time was investigated only for the best-performing catalyst. Increasing the temperature yielded less condensable products, and more non-condensable products. Main condensable products were DL, L, and Meso L. The concentration of the main condensable products decreased with an increase in temperature. Main non-condensable products were acetaldehyde, and carbon monoxide. Whereas acetaldehyde concentration increased with an increase in temperature, carbon monoxide concentration decreased. Eventually, when the reaction time was increased from 60 minutes to 120 minutes at 225 ℃ no solid was observed. Moreover, a slight increase in condensable product yield was also observed with the increase in reaction time. The highest lactide yield was obtained at 225 ℃ and 120 minutes.
Benzer Tezler
- Extraction of polylactic acid degradation products with supercritical carbon dioxide
Polilaktik asit bozunması sonucu oluşan ürünlerin süperkritik karbondioksit ile özütlenmesi
SÜMEYYE KOÇAK BÜTÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇERAĞ DİLEK HACIHABİBOĞLU
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Biyokarbonla güçlendirilmiş PLA'nın üretimi ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
The production of PLA reinforced with biocarbon and the investigation of tribological properties
ERTAN GÖKHAN ERTANE
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM BARAN
PROF. DR. HABIL ANNETT DORNER-REISEL
- Recycling of polymer waste using different techniques
Çeşitli teknikler kullanılarak polimer atıkların geri dönüşümü
SEDA SİVRİ
Doktora
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
DOÇ. DR. ÇERAĞ DİLEK HACIHABİBOĞLU
- Design and synthesis of complex biomacrolecules and their use in various applications
Karmaşık biyomakromoleküllerin tasarımı, sentezi ve değişik uygulamalarda kullanımı
SEVİM MANOLYA KUKUT
Doktora
İngilizce
2012
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. OKŞAN KARAL-YILMAZ
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Effects of nanoparticles on thermal characteristics of polyamide-6, polylactic acid and polystyrene involving various flame retardants
Nanopartiküllerin çeşitli alev geciktiriciler içeren poliamid-6, polilaktik asit ve polistirenin ısıl özellikleri üzerindeki etkileri
HATİCE KAYA
Doktora
İngilizce
2013
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Bölümü
PROF. DR. JALE HACALOĞLU
PROF. DR. CEVDET KAYNAK