Kullanılmış pet su şişelerinin glikoliz ara ürünlerinden alkid esaslı sentetik boya üretimi
Production of alkyd based synthetic paint from glycolysis intermediates of post-consumer pet bottles
Yazar: KERİM CAN ÜNLÜ
Danışman: DOÇ. DR. IŞIL ACAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimyasal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Poli(etilen tereftalat) (PET), çeşitli tipteki ambalaj malzemelerinin üretiminde ve gazlı içeceklerin şişelenmesinde yoğun bir şekilde kullanılmaktadır.  PET tüketiminin artması beraberinde çevresel problemleri de getirmiştir.  PET'i de içeren atık polimerlerin geri kazanımı, pek çok yolla yapılabilmektedir. PET'in geri kazanımı için kullanılan kimyasal reaksiyonlardan bazıları; hidroliz, glikoliz ve aminolizdir.  PET'in bu reaksiyonlar ile depolimerizasyonu sonucunda elde edilen monomer veya oligomerler çeşitli polimerik ürünlerin sentezinde kullanılmaktadır.
Tezin amacı, atık PET şişelerin sentetik boya üretiminde kullanımıdır.  Bu amaçla, dört aşamalı bir çalışma yapılmıştır.
Birinci aşamada, atık su şişelerinden elde edilen öğütülmüş atık PET'in glikoliz reaksiyonu atmosferik basınçta ve yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Ham depolimerizasyon ürününün sıcak su ile ekstraksiyonu ile elde edilen saflaştırılmış ara ürünlerin asit ve hidroksil indisi değerleri volumetrik yöntemle belirlenmiştir. 
İkinci aşamada, atık PET'in glikoliz reaksiyonundan elde edilen ara ürünler, %60 yağlı, dört komponentli sentetik alkid reçinelerin sentezinde kullanılmıştır. Sentez reaksiyonları; mekanik karıştırıcı, gaz geçirme sistemi, kontakt termometre içeren cam reaktör sisteminde gerçekleştirilmiştir. 
Üçüncü aşamada, atık PET içermeyen "referans alkid reçine" ve "atık PET esaslı alkid reçine", sentetik boya formülasyonlarında bağlayıcı olarak kullanılmıştır. 
Dördüncü ve son aşamada ise, öncelikle, üretilen boyaların yaş boya (viskozite, akış süresi, yoğunluk, örtücülük ve tanecik büyüklüğü) özellikleri belirlenmiştir. Takiben boyalardan hazırlanan filmlerin, fiziksel yüzey örtü özellikleri (sertlik, kuruma derecesi, darbe dayanımı, aşınma dayanımı, adezyon, parlaklık) belirlenmiştir. İlave olarak, boya filmlerinin kimyasal yüzey örtü özellikleri (I. ev kimyasallarının etkisi; örneğin, soğuk ve sıcak destile su, alkali, asit, sabun, deterjan, etil alkol, sirke, çay, kahve, kola etkisi,  
II. çözücü dayanımı ve III. çevre şartlarına dayanım) de belirlenmiştir. 
Boya bağlayıcılarının yerine, atık PET şişelerin depolimerizasyon ara ürünleri kullanılarak sentezlenen PET esaslı polimerik bağlayıcıların kullanımı, hem PET atıkların geri kazanılarak yeniden değerlendirilmesi ve hem de bağlayıcı sentezinde kullanılacak ucuz hammaddelerin üretimi açısından yeni bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Dolayısıyla burada önerilen alternatif, boya sektörü için hem çevresel açıdan hem de ekonomik açıdan önemlidir.

Abstract:
Poly(ethylene terephthalate) (PET) is used for the production of soft drink bottles as well as manufacture of various types of packaging. The wide spread use of this polymer is caused environmental and ecological problems. The recycling of waste polymers including PET can be carried out in many ways. The some of chemical recycling reactions of PET are hydrolysis, glycolysis and aminolysis.   The products obtained by depolymerization of PET are used for production of various polymeric materials.
The purpose of the thesis is the use of waste PET bottles in the production of synthetic paints.  For this purpose, a four-stage study was conducted. 
In the first stage, glycolysis reactions of grinded waste PET obtained from post-consumer water bottles have been carried out at atmospheric pressure and at high temperature. The acid and hydroxyl values of the purified intermediates obtained by extraction of raw depolymerization products with hot water, have been determined by volumetric method.
In the second stage, intermediates obtained by glycolysis reactions of waste PET have been used for production of four component alkyd resins have an oil 60%. The synthesis reactions have been carried out in a round bottom flask equipping with gas bubbler, contact thermometer and mechanical stirrer system.  
In the third stage, "reference alkyd resin" which was not contain waste PET and "waste PET based alkyd resin" have been used as binder in synthetic paint formulations.  
In the fourth and last stage, firstly, wet paint properties (viscosity, flow time, density, hiding power and particle size) of the paints have been determined. Subsequently, the physical coating properties (hardness, drying degree, impact resistance, abrasion resistance, adhesion, gloss) have been determined.  In addition, chemical coating properties ( I. effect of household chemicals - cold and hot distilled water, alkali, acid, soap, detergent, ethyl alcohol, vinegar, tea,coffee effects, II. solvent resistance and III. resistance to environmental conditions) of paint films have also been determined. 
Using of waste PET based polymeric binder synthesized from depolymerization intermediates of PET bottles instead of classical paint binder is a new alternative. Thus, PET wastes are evaluated and also cheap raw material is obtained for synthesis of paint binder. Thereby, this situation is important in terms of economical and environmental.