Χρήση ανακυκλωμένου PET σε εφαρμογές τρισδιάστατης εκτύπωσης

Γκικαράκης, Θεόδωρος; Gkikarakis, Theodoros

dc.contributor.author	Γκικαράκης, Θεόδωρος	el
dc.contributor.author	Gkikarakis, Theodoros	en
dc.date.accessioned	2024-04-15T11:49:30Z
dc.date.available	2024-04-15T11:49:30Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59197
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26893
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Τερεφθαλικό πολυαιθυένιο (PET)	el
dc.subject	Επιμηκυντές αλυσίδας	el
dc.subject	Εξώθηση με ταυτόχρονη αντίδραση	el
dc.subject	Ανακύκλωση	el
dc.subject	Προσθετική κατασκευή	el
dc.title	Χρήση ανακυκλωμένου PET σε εφαρμογές τρισδιάστατης εκτύπωσης	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Πολυμερή	el
heal.classification	Ανακύκλωση	el
heal.classification	Τρισδιάστατη εκτύπωση	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-30
heal.abstract	Το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (ΡΕΤ) είναι ένα πολυμερές που χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό επαφής με τρόφιμα λόγω της χημικής του σταθερότητας και της αντοχής του σε κρούσεις, αλκοόλες, υγρασία και διαλύτες. Η αυξανόμενη ποσότητα αποβλήτων ΡΕΤ και οι αυξανόμενες περιβαλλοντικές ανησυχίες οδήγησαν στο να δωθεί έμφαση σε διάφορες μεθόδους ανακύκλωσης, όπως η χημική και η μηχανική ανακύκλωση. Η μαζική παραγωγή και, ως εκ τούτου, η διάθεση των πλαστικών ΡΕΤ πρέπει να αντιμετωπιστεί με πιο πράσινες και βιώσιμες οδούς, εστιάζοντας σε αποτελεσματικές διαδικασίες ανακύκλωσης. Επίσης, πρέπει να εξεταστεί η επαναχρησιμοποίηση των αποβλήτων ΡΕΤ, και να κατασκευαστούν προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας μέσω προηγμένων τεχνολογιών, προκειμένου τα απόβλητα αυτά να βρουν μια δεύτερη ζωή. Έτσι, ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση μιας διαδρομής αναβαθμιστικής ανακύκλωσης (upcycling) των αποβλήτων ΡΕΤ από μπουκάλια (rPET), που θα χρησιμοποιηθούν για εφαρμογές προσθετικής κατασκευής. Στην παρούσα εργασία, ως υλικό εισόδου χρησιμοποιούνται διάφανα μετακαταναλωτικά μπουκάλια νερού PET. Τα μπουκάλια συλλέχθηκαν, διαχωρίστηκαν από άλλα υλικά, πλύθηκαν και τεμαχίστηκαν σε νιφάδες (flakes), προκειμένου να χρησιμοποιηθούν για περαιτέρω επεξεργασία μέσω εκβολής. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε μια διεργασία εξώθησης με ταυτόχρονη αντίδραση (reactive extrusion process), η οποία πραγματοποιήθηκε σε δικόχλιο εκβολέα, χρησιμοποιώντας τον εμπορικό τροποποιητή Joncryl® ADR-4468 για την επέκταση της αλυσίδας του ανακυκλωμένου πολυμερούς σε διαφορετικές συγκεντρώσεις και παραμέτρους διεργασίας. Οι παράμετροι της εκβολής, όπως η θερμοκρασία τήγματος, ο ρυθμός τροφοδοσίας του πολυμερούς/πρόσθετου και η ροπή βελτιστοποιήθηκαν. Ο στόχος ήταν η παραγωγή ομοιόμορφου νήματος, με σταθερή διάμετρο (1.75±0.05mm) και χωρίς ελαττώματα, για να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές τρισδιάστατης εκτύπωσης. Λόγω του ότι το Joncryl® ADR-4468 δεν έδωσε τα επιθυμητά αποτελέσματα, για την επίτευξη αυτού του στόχου πραγματοποιήθηκε και η δοκιμή ενός άλλου επιμηκυντή αλυσίδας, του πυρομελλιτικού διανυδρίτη (PMDA). Εκεί ακολουθήθηκε μια διαφορετική προσέγγιση αφού αναμίχθηκε rPET με καθαρό PET (vPET) λαμβάνοντας μίγματα rPET/vPET 70/30 και δοκιμάζοντας προσθήκη διαφορετικών συγκεντρώσεων PMDA. Στην περίπτωση αυτή έγινε παραγωγή νήματος για rPET/vPET 70/30 +0.6%PMDA. Σε όλες τις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν, αξιολογήθηκαν οι θερμικές, ρεολογικές και μηχανικές ιδιότητες μεταξύ καθαρού ΡΕΤ, αποβλήτων ΡΕΤ και τροποποιημένων αποβλήτων ΡΕΤ. Μετά τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών, πραγματοποιήθηκε συνεχής παραγωγή νήματος, δοκιμάστηκε η εκτυπωτική ικανότητα του παραγόμενου νήματος σε διάφορες παραμέτρους και αξιολογήθηκε.	el
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Κοντού-Δρούγκα, Ευαγγελία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false