Atık PET'in farklı glikoliz ürünlerinden su bazlı akrilik modifiye alkid reçinelerin üretimi
Production of water borne acrylic modified alkyd resins from different glycolysis products of waste PET
Yazar: ÖZGE NAZ BÜYÜKYONGA
Danışman: PROF. DR. GAMZE GÜÇLÜ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, atık PET şişelerin parçalanarak öğütülmesinden elde edilen 4-8 mesh elek aralığındaki PET kırpıntılarının glikoliz reaksiyonları farklı glikoller kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Atık PET'in glikoliz reaksiyonları dietilen glikol, trietilen glikol veya dipropilen glikol kullanılarak PET/glikol mol oranları 1/3 olacak şekilde çinko asetat katalizörlüğünde 220-250°C'de yapılmıştır. Depolimerizasyon reaksiyonlarından elde edilen glikoliz ara ürünlerinin karakterizasyonu, asit indisi ve hidroksil indisi tayinleri ile gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında elde edilen glikoliz ara ürünleri, 4 komponentli %50 yağlı alkid reçinelerinin üretiminde kullanılmışlardır. Monoasit olarak ağaç yağı asidi (TOFA), dibazik asit olarak ftalik anhidrit, poliol olarak trimetilol propan (TMP) kullanılmıştır. Glikol komponenti olarak da PET'in dietilen glikol, trietilen glikol veya dipropilen glikol ile glikoliz reaksiyonları sonucu elde edilen glikoliz ara ürünlerden biri kullanılmıştır. Glikol komponenti olarak glikoliz ara ürünleri yerine dietilen glikol, trietilen glikol veya dipropilen glikol kullanılarak da referans alkidler hazırlanmıştır. Bu alkid reçineleri maleik asit-metakrilik asit kopolimeri ile modifiye edilmiş ve ardından su ile seyreltilmişlerdir. Hazırlanan su ile seyreltilebilir akrilik modifiye alkid reçinelerinden elde edilen filmlere; yüzey örtü testleri uygulanarak filmlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenmiştir. Test sonuçları,  atık PET'in su ile seyreltilebilir akrilik modifiye alkid reçinelerinin üretiminde kullanılmasının, elde edilen ürünlerin fiziksel ve kimyasal film özellikleri üzerinde olumsuz bir etkisinin olmadığını göstermiştir. Bunun yanı sıra,  dietilen glikol ve dietilen glikol glikoliz ürünü kullanılarak hazırlanan alkid reçineleri, boya formülasyonunda bağlayıcı komponenti olarak kullanılmıştır. Takiben, referans ve atık PET esaslı boyalara yaş boya testleri, fiziksel ve kimyasal yüzeyörtü testleri uygulanarak boyaların özellikleri karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, atık PET esaslı su ile seyreltilebilir akrilik modifiye alkid reçinelerinin, iç ve dış cephe uygulamalarında kullanıma uygun su bazlı boya formülasyonlarında bağlayıcı komponenti olarak yer almasının mümkün olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In this study, glycolysis of poly(ethylene terephthalate) (PET) wastes obtained from grinding of post-consumer water bottles sieved to obtain a 4-8 mesh fraction were carried out using different glycols. Glycolysis of waste PET with diethylene glycol, triethylene glycol or dipropylene glycol (PET/glycol molar ratio 1/3) was carried out in the presence of zinc acetate as catalyst at 200 and 250 °C. Glycolysis intermediate products were characterized by acid value and hydroxyl value. Glycolysis intermediate products obtained in this thesis were used in the synthesis of four component alkyd resins formulated to have an oil content of 50% was prepared with TOFA, trimethylol propane, phthalic anhydride. As the glycol component, one of the glycolysis intermediate products is used as obtained from glycolysis reactions of PET with diethylene glycol, triethylene glycol or dipropylene glycol. Also, reference alkyd resins were prepared using diethylene glycol, triethylene glycol or dipropylene glycol instead of glycolysis intermediate products. These alkyd resins modified with maleic acid-methacrylic acid copolymer and then diluted with water. The physical and chemical properties of these alkyd resins were investigated. The test results showed no negative effects on the physical and chemical properties using water borne acrylic modified alkyd resins from different glycolysis products of waste PET. Besides, water borne acrylic modified alkyd resin was obtained from diethylene glycol and glycolysis products of diethylene glycol were used in paint formulation as paint binder. The physical and chemical properties of reference and waste PET based paint were investigated. As a result, water-based acrylic modified alkyd resin obtained from waste PET was found to be suitable for using internal and external surface applications as the binder component in paint formulations.