Istraživanje procesa starenja plastičnih otpadnih materijala pri atmosferskim uvjetima

završni rad

• Naslov (engleski): Study of the aging process of plastic waste materials under atmospheric conditions
• Autor: Luka Očić
• Mentor: Zlata Hrnjak-Murgić (mentor)
• Član povjerenstva: Zlata Hrnjak-Murgić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Elvira Vidović (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Zvonimir Katančić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2021-09-01, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Na uzorcima poli(etilen tereftalata) (PET), u obliku komercijalno dostupnih boca i folija, provođeno je toplinsko ubrzano starenje, koje simulira atmosfersko toplinsko starenje. Pratilo se starenje plastičnog otpada kako bi se stekao uvid u degradaciju plastike u okolišu, koja s vremenom prelazi u mikroplastiku (MP) te ocijenio njihov utjecaj na okoliš. Uzorci folija debljine stjenke 0,75 mm i boca debljine stjenke 0,25 mm toplinski su stareni u periodu od 14, 28 te 42 dana, a dnevni ciklus starenja bio je: 16h na 70 °C, 2h na -18 °C i 6 h na 70 °C uz povećani sadržaj vlage. Nakon starenja uzorci su karakterizirani FTIR spektrometrom gdje se proučavalo odaziv karakterističnih veza funkcionalnih skupina unutar molekula PETa, posebno karbonilne skupine te je izračunat karbonilni indeks (C.I.), čija se promjena javlja kao posljedica razgradnje polimerne molekule. Također, uzorci su karakteriziran DCS analizom gdje je praćena promjene temperature staklastog prijelaza (Tg) te promjena stupnja kristalnosti s vremenom starenja (X). Rezultati dobiveni u ovom radu ukazuju da je utjecaj starenja vrlo mali u kratkim vremenskim periodima zbog izuzetne stabilnosti PET-a pri atmosferskim uvjetima. No, zabilježene su određene promjene u strukturi molekule PETa, koje ukazuju na razgradnju molekula, njihovo kidanje i nastajanje manjih molekula polimera. Tako je iz rezultata vidljivo da je došlo do pada kristalnosti, a C.I. indeks je pao za 33% nakon 42 dana toplinskog starenja.

Sažetak (engleski)

Commercially available poly(ethylene terephthalate) (PET) in the shape of bottles and foils has been thermally aged, which simulates atmospheric thermal aging. The aging of plastic waste has been studied in order to gain insight into the degradation of plastics in the environment, which over time turns into microplastics (MP) and to assess their impact on the environment. The samples of PET foil was 0.75 mm thick and PET bottles 0.25 mm thick have been thermally aged for a period of 14, 28 and 42 days, with a daily cycle that was as follow: 16h at 70°C, 2h at -18°C and 6h at 70°C with an increased amount of moisture. After aging the samples have been analysed with FTIR spectrometer where the characteristic signals of functional groups within the molecule of PET have been recorded, of which the most important was the carbonyl group. From that data the Carbonyl index (C.I.) was calculated, which change indicate the degradation of the polymer molecules. Also, the samples have been analysed using DSC method where the glass transition temperature (Tg) and the degree of crystallinity (X) over time have been determined. The results of this paper indicate that the effect of aging is low due to the short periods of aging time because PET polymer exhibited exceptional stability under atmospheric conditions. Although, some changes in the structure of PET molecules have been noted, which indicate the degradation of the macromolecules and the formation of molecules of lower molecular masses. From the results a notable decrease in the crystallinity is visible and the C.I. has decreased by 33% after 42 days of thermal aging.

• Ključne riječi: starenje plastike; plastični otpad; poli(etilen tereftalat); atmosfersko starenje
• Ključne riječi (engleski): aging of plastic; plastic waste; poly(ethylene terephthalate); weathering
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:577396
• Projekt: Šifra: IP-2020-02-6033; Naziv: Mikroplastika u vodi; sudbina, ponašanje i uklanjanje; Naziv: Microplastics in water; fate and behavior and removal; Kratica: ReMiCRO; Voditelj: Ana Lončarić Božić; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: HRZZ; Linija financiranja: IP
• Studijski program: Naziv: Primijenjena kemija; smjerovi: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije, Specifični materijali i napredne tehnologije, Primijenjena organska kemija; Smjer: Specifični materijali i napredne tehnologije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) primijenjene kemije (univ. bacc. appl. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-04-12 11:10:44