Αποικοδόμηση πλαστικής συσκευασίας από πολυ(γαλακτικό οξύ) ή πολυαιθυλένιο μέσω συγκριτικής μελέτης της μεταβολής των ιδιοτήτων τους σε διάφορες συνθήκες
Creators: name: Παπαδοπούλου, Συμέλα Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Πολυ(γαλακτικό οξύ)
Πλαστική συσκευασία
Βιοαποικοδόμηση/Κομποστοποίηση/Φωτοαποικοδόμηση
Polylactic acid
Plastic packaging
Biodegradation/ Composting/Photodegradation

description: Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η συγκριτική μελέτη της υποβάθμισης των ιδιοτήτων δύο διαφορετικών εμπορικών προϊόντων πλαστικής συσκευασίας: της συμβατικής συσκευασίας πολυαιθυλενίου (ΡΕ) και μιας φιλικότερης προς το περιβάλλον συσκευασίας από πολυ(γαλακτικό οξύ) (PLA), θερμοπλαστικούς συμπολυεστέρες και πρόσθετα. Η παρούσα διπλωματική εργασία απαρτίζεται από δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος που αποτελείται από τα πέντε πρώτα κεφάλαια παρουσιάζονται κάποια στοιχεία για τα πολυμερικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στην μελέτη αυτή, τις μεθόδους βιομηχανικής παρασκευής πολυμερικού φιλμ, αλλά και την αποικοδόμηση των πολυμερών υπό διάφορες συνθήκες. Στο δεύτερο μέρος παρουσιάζονται οι τρόποι με τους οποίους μελετήθηκε πειραματικά η υποβάθμιση των ιδιοτήτων των films που παρήχθησαν τόσο από PE όσο και από το PLA καθώς και τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα που εξάχθηκαν μέσα από τη συγκεκριμένη μελέτη. Ο χαρακτηρισμός των υλικών στα διάφορα στάδια της αποικοδόμησής τους περιλαμβάνει την μελέτη των μηχανικών τους ιδιοτήτων, των θερμικών τους ιδιοτήτων (με διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης- DSC και θερμοσταθμική ανάλυση- TGA) της κατανομής μοριακών βαρών τους (με χρωματογραφία διέλευσης μέσω πηκτής- GPC), και τέλος, των δομικών και μορφολογικών χαρακτηριστικών τους (με Φασματοσκοπία Υπέρυθρου με κεφαλή αποσβένουσας ακτινοβολίας - HATR-FTIR). Η μελέτη της αποικοδόμησης των υλικών πραγματοποιήθηκε με τρεις διαφορετικές πειραματικές πορείες. Η πρώτη πορεία πραγματοποιήθηκε σε εξωτερικές - φυσικές συνθήκες και μελετά την βιοαποικοδόμηση δειγμάτων τα οποία θάβονται στο χώμα. Οι υπόλοιπες πειραματικές προσεγγίσεις της διάσπασης των υλικών έλαβαν χώρα σε ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε επιταχυνόμενη γήρανση αυτών με ακτινοβόληση UV, και, τέλος, μελέτη της συμπεριφοράς των δειγμάτων σε συνθήκες κομποστοποίησης. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως γενικά οι θερμοφυσικές ιδιότητες των φιλμ PLA υποβαθμίζονται με την ακτινοβόληση UV αλλά και με την απλή βιοδιάσπαση στο χώμα. Εντούτοις φαίνεται ότι η κομποστοποίηση δίνει μεγαλύτερα ποσοστά διάσπασης σε σύγκριση με τις δύο άλλες πειραματικές πορείες.
description: The purpose of this research is to compare the degradation of the thermomechanical properties of two different commercial plastic packaging products: a conventional product made of polyethylene (PE) and a more environmentally friendly product made of poly(lactic acid) (PLA), thermoplastic copolymers and additives.This thesis consists of two parts. The first part, consisting of the first five chapters, provides some information on the polymeric materials used in this study, the methods of polymeric film production, and the degradation of polymers under various conditions. The second part presents the ways in which the experimental degradation of the properties of films produced by both PE and PLA was studied experimentally and the results and conclusions drawn from this study. The characterization of materials in the various stages of their degradation includes the study of their mechanical properties, their thermal properties (by differential scanning calorimetry-DSC and thermogravimetric analysis-TGA) of their molecular weight distribution (by gel permeation chromatography), and finally, their structural and morphological characteristics (by quenching infrared spectroscopy -HATR-FTIR). The study of the degradation of materials was carried out with three different experimental procedures. The first course was carried out in outdoor - natural conditions and studies the biodegradation of soil buried specimens. The remaining experimental approaches to material decomposition took place in controlled laboratory conditions. In particular, accelerated aging by UV irradiation, and, finally, studies of the behavior of the samples under composting conditions. The results showed that the thermophysical properties of the films made of PLA are degraded not only by the UV radiation but also by simple biodegradation when buried in soil. However, it seems that the composting method attributes to higher rates of decomposition compared to the other two experimental procedures.