:33 Dr. A. KOÇ 1

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 1

PLASTİK KATI ATIKLAR Uzun yıllardan beri dünya nüfusunda görülen artış, beraberinde polimer maddelerin özellikle de plastiklerin çok yoğun bir şekilde kullanımını getirmiştir. Batı Avrupa ülkelerinde 2011 yılında kişi başına yıllık plastik tüketimi yaklaşık 121 kg olarak verilmektedir ki bu değer yıllık yaklaşık 65 milyon ton plastik üretimi anlamına gelir. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 2

Bu plastiklerin %78 den fazlasını termoplastikler oluşturmaktadır (temelde poliolefinler, LDPE %17, HDPE- %11, PP- %16) diğerleri ise çoğu epoksi reçineler olmak üzere termosetting plastikler ve poliüretanlardan oluşmaktadır. Son yıllarda önemli gelişmlere rağmen, hala Batı Avrupa ülkelerinde plastik atıkların yaklaşık % 61 gibi büyük bir kısmı toprağa gömülerek bertaraf edilmeketedir. Geri kalan %39 luk kısmın yaklaşık % 22 si enerji elde edilmesi amacıyla, % 15 i mekanik olarak geri dönüştürülerek işlenmiş ve %2 lik kısmı ise kimyasal olarak geri dönüştürülmüştür. (Plastics Europe Association, 2007). 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 3

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 4

PLASTİK KATI ATIKLAR Plastiklerin geri kazanımında, mekanik geri kazanım, kimyasal geri kazanım ve enerji elde edilmesi gibi farklı yöntemler uygulanmaktadır. Mekanik geri kazanımda, atık plastikler kirlilik ve diğer yabancı maddelerden temizlenir ve yeniden şekillendirilerek piyasaya ikincil ürün olarak döner. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 5

PLASTİK KATI ATIKLAR Kimyasal geri kazanımda, atık plastikler ya kendi momomerine veya başka kimyasal maddelerin karışımı şeklinde elde edilerek piyasaya sunulur ve bu maddeler çoğunlukla petrokimya endüstrisi için bir hammadde olarak değerlendirilir. Bu teknikle elde edilen kimyasal maddeler çoğunlukla gazolin gibi ürünler vermektedir. Enerji dönüşümünde, atık plastikler enerji elde edilmesi amacıyla yakılarak yüksel ısıl değerlerinden faydalanılır. Ancak bu yöntem düşünülmesi ve uygulanması gereken en son adım olmalıdır. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 6

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 7

Dünya genelinde LDPE, HDPE, PP gibi poliolefinler, plastikler içinde ençok uygulama alanına sahiptir. Poliolefinlerin ısıl parçalanması (thermal cracking) genellikle 700 o C sıcaklıktan daha yüksek sıcaklıklarda uygulanır ve C1-C4 olefin karışımı ve aromatik bileşikler (BTX, benzen, toluen, ksilenler) gibi farklı ürünler verir. Daha düşük sıcaklıklarda uygulanan piroliz tekniği ile 400-500 o C sıcaklıklarda üç fazlı bir bileşim olan, yüksek kalorili gaz, yoğunlaşabilen hidrokarbon yağı fraksiyonu ve vakslar verir. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 8

Sıvı fraksiyon çoğunlukla lineer olefin ve parafin karışımı olan C11 C14 karbon atom sayılı bileşenlerden oluşmakla birlikte çok az miktarda aromatik bileşiklerde oluşabilmektedir. Isıl bozundurma, başlangıç (initiation), yayılma (propagation), dallanma (branching) ve sonlama (termination) olmak üzere dört adımda gerçekleşir. Poliolefinlerin ısıl bozundurulması yüksek miktarda enerji gerektiren endotermik bir proses olduğundan çalışmalarda katalitik bozundurma önemli bir yer alır. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 9

The Mechanism of Thermal Degradation Most types of degradation follow a similar basic pattern. The conventional model for thermal degradation is that of an autoxidation process which involves the major steps of initiation, propagation, branching, and termination. Initiation PLASTİK KATI ATIKLAR The initiation of thermal degradation involves the loss of a hydrogen atom from the polymer chain (shown below as R.H) as a result of energy input from heat or light. This creates a highly reactive and unstable polymer free radical (R*) and a hydrogen atom with an unpaired electron (H*). The strength of the C-F bond means that there it is much harder for thermal degradation to initiate. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 10

Propagation; The propagation of thermal degradation can involve a variety of reactions and one of these is where the free radical (R*) reacts with an oxygen (O2) molecule to form a peroxy radical (ROO*) which can then remove a hydrogen atom from another polymer chain to form a hydroperoxide (ROOH) and so regenerate the free radical (R*). The hydroperoxide can then split into two new free radicals, (RO*) + (*OH), which will continue to propagate the reaction to other polymer molecules. The process can therefore accelerate depending on how easy it is to remove the hydrogen from the polymer chain. Termination The termination of thermal degradation is achieved by mopping up the free radicals to create inert products. This can occur naturally by combining free radicals or it can be assisted by using stabilizers in the plastic. PLASTİK KATI ATIKLAR 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 11

PLASTİK KATI ATIKLAR 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 12

PLASTİK KATI ATIKLAR Asit karakterli (Si ve Al) ve zeolit katalizörler çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Asidik katalizörler kullanıldığında aktif merkezlerde karbokatyon denen ara bilşikler oluşur. Gözeneklilik, yüzey alanı özellikleri ve parçacık boyutu gibi heterojen katı katalitik yapılar, oluşan ürünlerin yapılarını önemli oranda etkiler. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 13

PLASTİK KATI ATIKLAR Plastik atıkların geri kazanılması düzenli bir gelişme politikası, çevreyle uyum, ekonomik ve sosyal etkiler gibi bir çok alanda pozitif karkılar sağlar. 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 14

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 16

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 17

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 18

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 26

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 27

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 28

11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 29

KAYNAKLAR 1. D.S. Achılıas, Ε. Antonakou, C. Roupakıas, P. Megalokonomos, A. Lappas, Recyclıng Technıques Of Polyolefıns From Plastıc Wastes, Global NEST Journal, Vol 10, No 1, pp 114-122, 2008, Copyright 2008 Global NEST, CPERI, GR 570 01 Thermi, Thessaloniki, Greece. 2. Rafat Siddique, Jamal Khatib, Inderpreet Kaur, Use of recycled plastic in concrete: A review, Waste Management 28 (2008) 1835 1852. 3. Technical Whitepaper, Thermal Degradation of Plastics, ZEUS. 4. Current Status of Plastics Recycling in Japan Hisao Ida Executive Director Plastic Waste Management Institute, Japan, December 12, 2006 11.12.2015 16:33 Dr. A. KOÇ 30