Μοντελοποίηση της γήρανσης πλαστικών υμενίων τύπου LDPE, PP και PET, μετά από έκθεση σε UV ακτινοβολία

Περίληψη: Μεγάλο μέρος των πλαστικών απορριμμάτων παγκοσμίως καταλήγει σε παράκτιους και θαλάσσιους αποδέκτες προκαλώντας πληθώρα δυσμενών επιπτώσεων τόσο αμέσων όσο και έμμεσων. Πλαστικά προϊόντα μεσαίου μεγέθους, αποτελούν μια κατηγορία των πιο ευρέων διαδεδομένων απορριμμάτων που συναντώνται σε χερσαία και θαλάσσια οικοσυστήματα. Ειδικότερα τα υμένια που χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε προϊόντα καθημερινής χρήσεως, αποτελούν μια κατηγορία μεσοπλαστικών. Κατά την παραμονή τους στο περιβάλλον, εκτίθενται σε περιβαλλοντολογικές οξειδωτικές συνθήκες, ηλιακή ακτινοβολία, και στις θερμοκρασίες που επικρατούν. Αυτές οι συνθήκες και πρωτίστως η ηλιακή ακτινοβολία, πυροδοτούν την έναρξη της διαδικασίας της φυσικής γήρανσης. Ο μηχανισμός που πρωταγωνιστεί είναι αυτός της φώτο-αποδόμησης που προκαλεί αλλαγές στην χημική δομή της επιφάνειας του κάθε υλικού. Αναλυτικότερα η UV ακτινοβολία εκκινεί αλυσιδωτές οξειδωτικές αντιδράσεις που δημιουργούν καινούργιες χαρακτηριστικές χημικές ομάδες Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση του μηχανισμού της αβιοτικής γήρανσης στο παράκτιο και στο θαλάσσιο περιβάλλον μέσω των 2 πειραματικών διατάξεων που κατασκευάστηκαν για να τα προσομοιάσουν. Εντός των διατάξεων εισάχθηκαν τετραγωνικά πολυμερή υμένια τύπου LDPE,PP και PET που εκτέθηκαν σε UV ακτινοβολία μέσω λαμπτήρων. H ακτινοβόληση διήρκησε 180 ημέρες για την πειραματική διάταξη της άμμου και 90 για του ενυδρείου. Τα υμένια ήταν απαλλαγμένα από προσθετικές ουσίες που πρόκειται να επηρεάσουν στην συμπεριφορά τους ως προς της UV ακτινοβολία ώστε να μελετηθούν οι αλλαγές που προκαλεί στην χημική δομή της επιφάνειας τους, εφόσον έχουν διαφορετική στερεοχημική δομή. Στόχος αποτελεί η εύρεση του ρυθμού γήρανσης κάθε υλικού και η πρόταση ενός μοντέλου πρόβλεψης της, μέσω της μοντελοποίησης των δεικτών τον χαρακτηριστικών ομάδων που δημιουργούνται. Η μοντελοποίηση που πραγματοποιήθηκε για το LDPE και το PP της πειραματικής διάταξης της άμμου, επιτρέπει την σύγκριση τους ως προς τον ρυθμό γήρανσης, και δίνει την δυνατότητα εύρεσης του κατωφλιού (threshold) που αρχίζει η δράση του μηχανισμού της γήρανσης.Summarization: A vast amount of plastic items worldwide ends up to the marine and terrestrial environment and theis presence pose a great long-term threat to the entire ecosystem. Mesoplastics are a widespread litter which are accumulated in world’s ocean and beaches. One kind of mesoplastics are plastic films which are widely used in numerous fields such us packaging. Once they are exposured to the environment’s oxidizing conditions such as sunlight and moderate temperatures, they undergo natural weathering. The most important factors, oxygen and UV irradiation trigger a photooxidation and new oxygen-rich functional groups are generated. Hence the surface structure of the exposured material altered. The purpose of this dissertation is to study the mechanism of abiotic weathering degradation of the plastics when are exposured in a simulated marine and coastal environment. LDPE, PP and PET films were placed in marine and coastal simulated mesocosms and they were exposure to UV irradiation. The coastal experiment lasted 180 days while the experiment in the aquarium lasted 90 days. The plastic films were free of additives in order to investigate the chemical modification of their surface due their different polymeric structure. Modeling and statistical analysis of the indices of the new functional groups, gave the ability to determine the rate of the abiotic degradation and to make predictions for LDPE and PP films. In parallel, the threshold when the degradation took place was examined in order to determine which type o film was weatherd faster

Towards a high quality recycling of plastics from waste electrical and electronic equipment through separation of contaminated fractions

Summarization: The aim of this study is to provide an evaluation of the recyclability of plastics derived from electrical equipment from contamination standpoint. A database was created to find trends in potentially toxic elements (PTEs) and bromine concentrations; in relation to unit’s application, color, polymer type, and production date. For this study, 142 kg of plastics derived from waste electrical and electronic equipment, from the collection group 5, were analyzed. Less than 1.5 % of the analyzed material indicated hazardous characteristics due to their PTEs concentrations (following RoHS and REACH). Regarding the bromine (Br) content, larger quantities of plastics showed recycling incompatibility; 71 parts with total weight of 11 kg (8 %-wt) contained Br concentrations >2000 mg kg−1. The highest average value of Pb, Cd, Hg and Cr combined falls under the application category ‘tools’, which was as well the trend in appliances from before 1990. The same trend was observed for Br and antimony (Sb) contents; high concentrations were found in appliances from the ‘tools’ category. This study concludes that plastics derived from colored appliances and appliances labeled as tools have to be evaluated before being sent for recycling, due to high contamination risks.Presented on: Journal of Hazardous Material

E-plastics in a circular economy: a comprehensive regulatory review

Summarization: Despite the economic and environmental significance of recovering plastics from e-waste, the presence of contaminants (in the form of chemical substances) strongly limits the recycling of this waste stream. Some chemical substances are controlled by international or European guidelines and policies, which are continuously updated to control new substances or apply different threshold limits in newly marketed electronic equipment. Nonetheless, recent studies have shown that e-plastics still contain several problematic compounds, which are not yet restricted. Additionally, the continuously increasing number of regulations on products and waste recycling, and the ambiguous regulations on additives, created a challenging situation for e-plastics recycling. This paper is a literature review of commercial additives in e-plastics, which presents an inventory of 145 hazardous and high-concern additives, with cross-reference to their types, polymer of application and the relevant regulations and policies. The study also offers a comprehensive overview of the existing measures, legislations and activities related to e-plastics recycling, with the aim of understanding future trends, gaps, and limitations of the European regulatory framework. Additionally, the review highlighted additives which can be new candidates for restriction, by analyzing their hazardous effects. The outcomes confirm that phthalate plasticizers, and pigments are well regulated, yet, most additives and mainly organic flame retardants are still candidates for future restrictions or are not yet considered. In conclusion, this review could facilitate proactive actions of the European stakeholders throughout the whole e-plastic circular value chain.Presented on