Atık PET'ten silikon modifiye alkid-fenolik reçine esaslı fırın boya üretimi
Production of silicone modified alkyd-phenolic resin based baking enamels from waste PET
Yazar: MÜMİN EVREN
Danışman: PROF. DR. GAMZE GÜÇLÜ ; PROF. DR. IŞIL ACAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, atık PET' in hidroliz ara ürünlerinin fırın boya sistemlerinde bağlayıcı olarak kullanılan alkid reçine üretiminde değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca Alkid/Fenolik reçine filmleri silikon bileşiği (maleik asit ile modifiye edilmiş Z-6018) (MSB) ile modifiye edilerek film özelliklerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir.

Birinci aşamada, 8-10 mesh elek aralığına sahip atık PET parçacıkları, 200oC sıcaklıkta PET/H2O oranları molce 1/20, 1/30, 1/40, 1/50 olacak şekilde çinko asetat katalizörlüğünde hidroliz reaksiyonları ile depolimerize edilmişlerdir. Elde edilen hidroliz ürünleri kaynama sıcaklığındaki destile su ile ekstrakte edilerek suda çözünen (SÇ+) ve suda çözünmeyen (SÇ-) fraksiyonlarına ayrılmışlardır.

İkinci aşamada, ağaç yağ asidi, ftalik anhidrit, gliserin ve etilen glikol kullanılarak %40 yağlı dört komponentli referans alkid reçine sentezi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, silikon bileşiği (Z-6018) maleik asit ile modifiye edilerek alkid reçinelerinin MSB ile modifikasyonu sağlanmıştır. 
Üçüncü aşamada, hidroliz ara ürünleri alkid reçine sentezinde belli oranlarda ftalik anhidrit yerine kullanılmıştır. Atık PET' den başlayarak üretilen alkid reçineleri de MSB ile modifiye fenolik reçine ile karıştırılmıştır.

Hazırlanan tüm alkid reçineleri, fenolik reçine (resol) ile karıştırılmış ve reçine filmlerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri ve termal davranışları incelenmiştir. 

Sonuç olarak, MSB ile modifikasyonun filmlerin çözücü dayanımı, su dayanımı, sertlik gibi bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Alkid reçine sentezinde hidroliz ara ürünlerinin kullanımının filmlerin kuruma özelliklerini önemli derecede geliştirdiği, alkali dayanımı, su dayanımı ve çevre koşullarına dayanımı arttırdığı tespit edilmiştir. Tez çalışmaları sonucunda, bağlayıcı rolündeki alkid reçinelerin sentezlenmesinde kullanılan atık PET hidroliz ürünlerinin hem fırın boya sistemlerinde hem de hava kurumalı boyalarda kullanılabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to evaluate the hydrolysis intermadiates of waste PET in the production of alkyd resin that is used as a binder in oven paint systems. In addition, purpose of this thesis is to improve the film properties by modifying the alkyd/phenolic resin films with silicone compound (maleic acid modified with Z-6018) (MSB).

First, the waste PET particles having a mesh size of 8-10 mesh were depolymerized by hydrolysis reactions on zinc acetate catalyst as PET / H2O ratios of 1/20, 1/30, 1/40, 1/50 at 200 0C. The obtained hydrolysis products were separated into water-soluable (SÇ+) and water-insoluable (SÇ-) fractions by extracting with distillate water at boiling temperature.

In the second step, reference alkyd resin having %40 oily 4 component was synthesized by using wood oil acid, phthalic anhydride, glycerin and ethylene glycol. After this process, the silicone compound (Z-6018) was modified with maleic acid to modify the alkyd resins with MSB.
After this stage, hydrolysis intermediates have been substituted phthalic anhydride in certain rates in the alkyd resin production. Alkyd resins from waste PET were stirred with phenolic resin modified with MSB.

All prepared alkyd resins were mixed with phenolic resin (resol) and chemical and physical properties and thermal behaviors of the resin films were investigated.

As a result, it is observed that modifying with MSB improves some physical and chemical properties such as solvent strength, water resistance, hardness. Furthermore, it is found that using hydrolysis intermediates in the syntheses of alkyd resins improves the drying properties of the films to a considerable extent and increases the resistance to alkali, water and environmental conditions. Consequently, it is determined that waste PET hydrolysis intermediates that are used to synthesize the alkyd resins as a binder, are suitable for both oven paint systems and air dry paints