Kullanılmış PET şişelerden yüzey örtü maddeleri üretimi
Production of surface coating materials from post-consumer PET bottles
Yazar: ÇİĞDEM ÇAM
Danışman: PROF. DR. GAMZE GÜÇLÜ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Çalışmamızda, atık PET şişelerin epoksi ester reçinelerinin üretiminde kullanımı incelenmiştir. Kullanılmış PET su şişelerinin parçalanıp, öğütülmesiyle elde edilen 4-8 mesh elek aralığındaki atık PET'in glikolizi, farklı şartlarda gerçekleştirilmiştir. Atık PET'in farklı miktarlarda etilen glikol (EG) (PET/EG molar oranı 1/1; 1/1,5 ;1/5; 1/10) kullanılarak gerçekleştirilen glikoliz reaksiyonları çinko asetat katalizörlüğünde, 225-250 ◦C' de yapılmıştır. Depolimerizasyon reaksiyonundan sonra, ürün kaynama noktasındaki sıcak su ile dört kez ekstrakte edilmiş ve suda çözünmeyen fraksiyon elde edilmiştir. Takiben süzüntü soğutulmuş (4oC) ve suda çözünen fraksiyon elde edilmiştir. Glikoliz ara ürünlerinin karakterizasyonu, asit indisi, hidroksil indisi tayinleri, FTIR ve H-NMR analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Bu ürünlerin termal analizi ise, Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) kullanılarak yapılmıştır. Atık PET'in glikolizi ile elde edilen suda çözünen fraksiyon, epoksi reçinesi sentezinde kullanılmıştır. Takiben, atık PET esaslı epoksi reçinesi, epoksi ester üretiminde kullanılmış ve %40 ve %50 yağlı epoksi ester reçineleri sentezlenmiştir. % 40 yağlı epoksi ester reçinesi üre-formaldehit ve melamin-formaldehit reçineleri ile modifiye edilerek epoksi ester-amino reçinesi elde edilmiştir. Epoksi ester ve modifiye epoksi ester reçine filmlerinin fiziksel özellikleri ve kimyasal özellikleri tayin edilmiştir. Reçine filmlerinin tümü mükemmel bir adhezyon, su ve tuzlu su dayanımı göstermiştir. Atık PET esaslı epoksi ester reçinesinin amino reçineleri ile modifikasyonu, reçine filmlerinin, sertlik, darbe dayanımı, alkali ve asit dayanımı özelliklerini önemli ölçüde geliştirmiştir. Sonuç olarak, atık PET şişelerin glikolizi ile elde edilen PET oligomerlerinin, üstün fiziksel ve kimyasal yüzey örtü özelliklerine sahip modifiye edilmiş epoksi ester-amino reçinelerinin üretimine uygun olduğu gözlenmiştir.

Anahtar kelimeler: PET, glikoliz, epoksi reçinesi, epoksi ester reçinesi, amino reçineleri.

Abstract:
In our study, the use of waste PET bottles for production of epoxy ester resin was investigated. Glycolysis of waste PET with different amounts of ethylene glycol (EG) (PET/EG molar ratio 1/1; 1/1,5 ;1/5; 1/10) was carried out in the presence of zinc acetate as catalyst at 225- 250 ◦C. After the depolymerization reaction, product was extracted four times with one liter of boiling water and water insoluble fraction was obtained. Then, the filtrate was cooled (4oC) and  water soluble fraction was obtained. Glycolysis intermediate products were characterized by acid value, hydroxyl value, FTIR, H-NMR analysis and the thermal properties of these products were analyzed by Differential Scanning Calorimetry (DSC). BHET which was water soluble fraction obtained from glycolysis reaction of waste PET was used in the synthesis of epoxy resin. Then, waste PET based epoxy resin was used for synthesis of epoxy ester resins having 40% and 50% oil content. Epoxy ester resin having 40% oil content was modified with urea-formaldehyde and melamine-formaldehyde resins for synthesis of epoxy ester–amino resin. Physical and chemical film properties of epoxy ester and modified epoxy ester resins were investigated. All the epoxy ester and modified epoxy ester films were having excellent adhesion, water, and salt water resistance properties. Modification of PET based epoxy ester resins with amino resin has significantly improved hardness, impact resistance, and alkaline and acid resistance of resin films. As a result, PET oligomers obtained from glycolysis of postconsumer PET bottles are suitable for manufacturing of amino-resin-modified epoxy ester resins that have improved physical and chemical surface coating properties.

Keywords: PET, glycolysis, epoxy resin, epoxy ester resin, amino resins.