İleri dönüştürülmüş polipropilen/yüksek yoğunluklu polietilen harmanlarının üretim ve karakterizasyonu

Abstract

Yılda 322 milyon ton olarak üretilen plastikler hafif, sağlam ve ucuz olmaları sebebiyle, ambalaj uygulamaları başta olmak üzere günlük hayatın vazgeçilmez malzemeleri hâline gelmiştir. Tek kullanımlık olan bu malzemelerin atıkları denizlere karışarak canlı hayatını tehdit eden mikroplastikleri oluşturarak çevre kirliliği yaratmaktadır. Çalışmalar plastiklerin sadece %14'ünün geri dönüştürüldüğünü, geri kalan %26'sının yakıldığı, %60'ının ise çevreye atık olarak bırakıldığını göstermektedir. Geri dönüşümün bu denli düşük kalmasının sebeplerinden biri bir arada bulunan farklı plastik atıklarının işleme sırasında birbirleri ile iyi karışamayarak son ürün özelliklerinin önemli derecede düşüşe sebep olmasıdır. Bunu önlemek için fiziksel ve/veya kimyasal uyumlaştırıcı malzemelerin kullanımı araştırılmaktadır. Bu çalışmada bir arada temin edilebilen fakat birbirleri içinde iyi karışamayan %60 yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) ve %40 polipropilen (PP) içeren ambalaj atıklarının geri dönüşümü, daha doğru bir ifadeyle ileri dönüşümü ile otomotiv, beyaz eşya parçaları gibi katma değeri yüksek ürünlerin üretilmesi amaçlanmaktadır. Bunun için hem fiziksel hem kimyasal uyumlaştırma çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Fiziksel uyumlaştırma için etilen oktan, etilen propilen dien monomer, etilen vinil asetat ve propilen elastomer gibi ticari elastomerik katkılar kullanılırken; kimyasal uyumlaştırma için dikümil peroksit, dialkil peroksit, titanat, silan kullanılmıştır. Ürünün kristallik yüzdesinin dolayısıyla mekanik özelliklerinin artırılması için ticari bir çekirdeklendirici ajan kullanılmıştır. Atık YYPE-PP harmanlarının başarı ile ileri dönüşümü gerçekleştirilmesi ile sadece atık yönetimi sağlanmamış olup aynı zamanda otomotiv, beyaz eşya gibi sektörlerde kullanılan katma değeri yüksek ürünlerin üretimi sağlanmıştır. Bu çalışma plastik atık yönetimine daha sürdürülebilir bir yaklaşımın yolunu açmaktadır.

Plastics, with an annual production of 322 million tons, have become essential materials in daily life due to their lightweight, durability, and affordability, especially in packaging applications. However, the widespread use of disposable plastic items has led to environmental concerns, as their waste results in pollution and the formation of harmful microplastics for marine ecosystems. Studies reveal that only 14% of plastics are recycled, while 26% are incinerated, and an overwhelming 60% is landfilled. This low recycling rate can be attributed, in part, to the challenges caused by the inadequate mixing of different types of polymers during processing that leads to a considerable decline in the quality of the final product. To address these issues, researchers are actively investigating the use of physical and chemical compatibilizers. This study specifically focuses on the recycling, rather upcycling of packaging waste comprising of 60% high-density polyethylene (HDPE) and 40% polypropylene (PP) to create high-value products such as components for the automotive and white goods industries. Both physical and chemical compatibilization techniques were employed, by incorporating elastomeric additives, as well as chemical agents like dicumyl peroxide, dialkyl peroxide, titanate, and silane. Additionally, the introduction of a nucleating agent was found to improve the crystallinity and the mechanical properties of the final product. Successful advancements in the upcycling of HDPE-PP blends not only contribute to waste reduction but also enable the production of high-value products for industries like automotive and white goods. This research paves the way for a more sustainable approach to plastic waste management.