Atık PET'in KOH kullanılarak katalizörlü ortamda mikrodalga reaktör ile depolimerizasyonu

Plastik malzemelerin artan üretimi ve tüketimi, özellikle plastik atıklar olmak üzere küresel düzeyde çevresel atık sorununa yol açmıştır. Polietilen tereftalat (PET) şişeler yaygın kullanımı ve yavaş bozunması nedeniyle atık yönetimi açısından önemli bir sorun teşkil etmektedir. Mekanik geri dönüşümün yaygın bir yöntem olmasıyla geri dönüşüm, bu sorunu çözmek için önemli bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Ancak kimyasal geri dönüşüm, polimer zincirlerini değerli monomerlere veya diğer faydalı kimyasal bileşiklere parçalayarak PET şişelerin etkili bir şekilde geri dönüştürülmesine alternatif bir yaklaşım sunar. Glikoliz ve metanoliz, PET şişeler için yaygın olarak kullanılan iki kimyasal geri dönüşüm yöntemidir. Özellikle alkalin hidrolizi, yüksek reaksiyon verimliliği, ılımlı reaksiyon koşulları ve yüksek kaliteli monomerleri geri kazanma yeteneği nedeniyle tercih edilen bir seçimdir. Alkali hidroliz gibi kimyasal geri dönüşüm stratejilerini benimseyerek, PET şişe atıklarının çevresel etkisini etkili bir şekilde azaltabilir ve sürdürülebilir plastik atık yönetimi uygulamalarını teşvik edebiliriz. Bu makale, atık plastik sorununa genel bir bakış sunmakta, PET şişe geri dönüşümündeki spesifik soruna odaklanmakta, glikoliz ve metanoliz gibi kimyasal geri dönüşüm yöntemlerini araştırmakta ve tercih edilen bir kimyasal geri dönüşüm yaklaşımı olarak alkalin hidrolizin avantajlarını tartışmaktadır. Bu çalışma, bir mikrodalga reaktöründe farklı katalizörlerle (çinko oksit, çinko asetat ve katalizörsüz) potasyum hidroksit (KOH) kullanılarak PET atıklarının depolimerizasyon mekanizmasını araştırıyor. Katalizör çeşidinin, konsantrasyonunun, reaksiyon süresinin ve sıcaklığın depolimerizasyon prosesi üzerindeki etkileri araştırıldı. Çinko oksit ve çinko asetat katalizörlerinin dahil edilmesinin, PET'in depolimerizasyon oranını önemli ölçüde etkilediği, ZnO'nun özellikle yüksek verim gösterdiği ve 200°C'de %99,96 gibi dikkate değer bir dönüşüm oranına ulaştığı bulunmuştur. Depolimerizasyon sürecini daha da optimize etmek için Taguchi deneysel tasarım yöntemini kullanan sistematik bir yaklaşım kullanılır. Optimizasyon için dikkate alınan temel faktörler arasında değişen KOH konsantrasyonları (%6, %12 ve %18), reaksiyon süreleri (12, 24 ve 36 dakika) ve sıcaklıklar (150°C, 175°C ve 200°C) yer alır. Depolimerize PET ürünleri, FTIR, 1HNMR spektroskopisi ve elektron mikroskobu gibi analitik teknikler kullanılarak karakterize edilir. Sonuçları doğrulamak için ANOVA (Varyans Analizi) ve regresyon analizi kullanılarak optimizasyon sürecinin güvenilirliği ve doğruluğu sağlanır. Çalışma, geçerliliği ve güvenilirliği sağlamak için akademik araştırmalarda ANOVA ve regresyon analizini rapor ederken yerleşik yönergelere ve geleneklere bağlı kalmanın önemini vurgulamaktadır. Depolimerize PET ürünleri, FTIR analizinin gösterdiği gibi, orijinal PET ile karşılaştırıldığında daha düşük bir polimerizasyon derecesi sergiledi. Kimyasal geri dönüşüm yöntemleri, özellikle depolimerizasyon, plastik atıkların değerli monomerlere veya kimyasallara dönüştürülmesi için umut verici çözümler sunmaktadır. Hidroliz, özellikle alkalin hidroliz, etkinliği ve reaksiyon koşulları üzerindeki kontrolü nedeniyle PET depolimerizasyonu için tercih edilen bir yöntemdir. Katalizörler depolimerizasyon reaksiyonlarını arttırmada önemli bir rol oynarken, deney tasarımı ve mikrodalga ısıtma depolimerizasyon sonuçlarının optimize edilmesine katkıda bulunur. Ancak safsızlıklar, polimer karmaşıklığı ve proses verimliliği nedeniyle tam depolimerizasyonun sağlanmasında zorluklar devam etmektedir. PET'in önemli bir bileşeni olan Tereftalik Asit (TPA), depolimerizasyon ve sonraki saflaştırma işlemleri yoluyla atık PET'ten sentezlenebilir. Bu çalışma, PET depolimerizasyonunun optimizasyonuna ilişkin bilgiler sağlar ve PET atık yönetimi ve sürdürülebilir depolimerizasyon süreçleri için etkili stratejilerin geliştirilmesine katkıda bulunur.