title: Modeling of the weathering of plastic film (LDPE, PP, PET) by UV irradiation
title: Μοντελοποίηση της γήρανσης πλαστικών υμενίων τύπου LDPE, PP και PET, μετά από έκθεση σε UV ακτινοβολία
Creators: name: Μπαρουτα Δεσποινα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Μεγάλο μέρος των πλαστικών απορριμμάτων παγκοσμίως καταλήγει σε παράκτιους και θαλάσσιους αποδέκτες προκαλώντας πληθώρα δυσμενών επιπτώσεων τόσο αμέσων όσο και έμμεσων. Πλαστικά προϊόντα μεσαίου μεγέθους, αποτελούν μια κατηγορία των πιο ευρέων διαδεδομένων απορριμμάτων που συναντώνται σε χερσαία και θαλάσσια οικοσυστήματα. Ειδικότερα τα υμένια που χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε προϊόντα καθημερινής χρήσεως, αποτελούν μια κατηγορία μεσοπλαστικών. Κατά την παραμονή τους στο περιβάλλον, εκτίθενται σε περιβαλλοντολογικές οξειδωτικές συνθήκες, ηλιακή ακτινοβολία, και στις θερμοκρασίες που επικρατούν. Αυτές οι συνθήκες και πρωτίστως η ηλιακή ακτινοβολία, πυροδοτούν την έναρξη της διαδικασίας της φυσικής γήρανσης. Ο μηχανισμός που πρωταγωνιστεί είναι αυτός  της φώτο-αποδόμησης που προκαλεί αλλαγές στην χημική δομή της επιφάνειας του κάθε υλικού. Αναλυτικότερα η UV ακτινοβολία εκκινεί αλυσιδωτές οξειδωτικές αντιδράσεις που δημιουργούν καινούργιες χαρακτηριστικές χημικές ομάδες   
Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση του μηχανισμού της αβιοτικής γήρανσης στο παράκτιο και στο θαλάσσιο περιβάλλον μέσω των 2 πειραματικών διατάξεων που κατασκευάστηκαν για να τα προσομοιάσουν. Εντός των διατάξεων εισάχθηκαν τετραγωνικά πολυμερή υμένια τύπου LDPE,PP και PET που εκτέθηκαν σε UV ακτινοβολία μέσω λαμπτήρων. H ακτινοβόληση διήρκησε 180 ημέρες για την πειραματική διάταξη της άμμου και 90 για του ενυδρείου. Τα υμένια ήταν απαλλαγμένα από προσθετικές ουσίες που πρόκειται να επηρεάσουν στην συμπεριφορά τους ως προς της UV ακτινοβολία ώστε να μελετηθούν οι αλλαγές που προκαλεί στην χημική δομή της επιφάνειας τους, εφόσον έχουν διαφορετική στερεοχημική δομή. Στόχος αποτελεί η εύρεση του ρυθμού γήρανσης κάθε υλικού και η πρόταση ενός μοντέλου πρόβλεψης της, μέσω της μοντελοποίησης των δεικτών τον χαρακτηριστικών ομάδων που δημιουργούνται. Η μοντελοποίηση που πραγματοποιήθηκε για το LDPE και το PP της πειραματικής διάταξης της άμμου, επιτρέπει την σύγκριση τους ως προς τον ρυθμό γήρανσης, και δίνει την δυνατότητα εύρεσης του κατωφλιού (threshold) που αρχίζει η δράση του μηχανισμού της γήρανσης.  
description: A vast amount of plastic items worldwide ends up to the marine and terrestrial environment and theis presence pose a great long-term threat to the entire ecosystem. Mesoplastics are a widespread litter which are accumulated in world’s ocean and beaches. One kind of mesoplastics are plastic films which are widely used in numerous fields such us packaging. Once they are exposured to the environment’s oxidizing conditions such as sunlight and moderate temperatures, they undergo natural weathering. The most important factors, oxygen and UV irradiation trigger a photooxidation and new oxygen-rich functional groups are generated. Hence the surface structure of the exposured material altered.
The purpose of this dissertation is to study the mechanism of abiotic weathering degradation of the plastics when are exposured in a simulated marine and coastal environment. LDPE, PP and PET films were placed in marine and coastal simulated mesocosms and they were exposure to UV irradiation. The coastal experiment lasted 180 days while the experiment in the aquarium lasted 90 days. The plastic films were free of additives in order to investigate the chemical modification of their surface due their different polymeric structure. Modeling and statistical analysis of the indices of the new functional groups, gave the ability to determine the rate of the abiotic degradation and to make predictions for LDPE and PP films. In parallel, the threshold when the degradation took place was examined in order to determine which type o film was weatherd faster.