Derleme
BibTex RIS Kaynak Göster

Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı

Yıl 2025, Cilt: 6 Sayı: 1, 85 - 101, 29.05.2025

Mehmet Kamalıoğlu

https://doi.org/10.63716/guffd.1567070

Öz

Plastikler, artan sanayileşmeye, teknolojik gelişmeye ve artan nüfusa bağlı olarak özellikle 1950’lerden itibaren üretimden tüketime bir çok ürünün bileşeni olarak kullanılmaktadır. Plastiklerin sahip olduğu maliyet avantajı, esneklik ve dayanıklılığı insan hayatını kolaylaştırmakta ancak diğer yandan ekolojik dengeye de zararlar yüklemektedir. Plastikler doğada uzun yıllarca bozunmadan kalabilen maddeler olması sebebiyle doğada atık olarak bırakılması, çevre kirliliği ile birlikte su ve toprak kirliliğini de getirmiştir. Bu sebeple, plastik atıkların yönetimi ulusal ve global çapta her ülkenin öncelikli konuları arasında yer almaya başlamıştır. Plastik atıkların içerisinde özellikle köpük polistirenden üretilen tek kullanımlık bardak, tabak, gıda ambalajı gibi ürünler ise gerek hacimsel gerekse kullan-at olmaları sebebiyle atık plastikler içerisinde önemli bir yere sahiptir. Plastiklerin genel özelliği, geri dönüştürülebilir olmalarıdır ancak plastiklerin birbirinden farklı türlerinin bulunması her biri için farklı bir geri dönüşüm sürecini gerektirmektedir. Bu sebeple plastiklerin de kendi içerisinde ve kaynağında ayrıştırılması gerekmektedir. Köpük polistiren plastiklerin %90’ı da havadan oluşmaktadır bu sebeple hem hafif hem de hacimlidirler, geri dönüştürülebilmesi için toplanmasının yanında, öğütülmesi ve daha yoğun bir şekle sıkıştırılabilmesine de ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, polistirenin kullanım alanlarına ve, özellikle atık köpük polistirenin kimyasal geri dönüşümü sonucunda elde edilen maddenin döngüsel ekonomi içinde yeniden kullanım alanlarına ilişkin araştırma yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

atık polistiren kimyasal geri dönüşüm sülfonlama

Kaynakça

  • Huang, Z., Shanmugam, M., Liu, Z., Brookfield, A., Bennett, E. L., Guan, R., Vega Herrera, D. E., Lopez-Sanchez, J. A., Slater, A. G., McInnes, E.J.L., Qi, X. and Xiao, J. (2022). Chemical Recycling of Polystyrene to Valuable Chemicals via Selective Acid-Catalyzed Aerobic Oxidation under Visible Light. Journal of the American Chemical Society, 144 (14), 6532-6542. DOI: 10.1021/jacs.2c01410
  • Plastics Europe. (2023). Plastics the fast Facts. https://plasticseurope.org/knowledge-hub/plastics-the-fast-facts-2023/, Son Erişim Tarihi: 10 Mart 2024.
  • Simon, N., Raubenheimer, K., Urho, N., Unger, S., Azoulay, D., Farrelly, T., Sousa, J., van Asselt, H., Carlini, G., Sekomo, C., Schulte, M. L., Busch, P.-O., Wienrich, N. and Weiand, L. A. (2021). Binding global agreement to address the life cycle of plastics. Science, 373, 43-47. DOI: 10.1126/science.abi9010
  • European Environment Agency Website Plastics. https://www.eea.europa.eu/en/topics/indepth/plastics# :~:text=Global%20consumption, Son Erişim Tarihi: 10 Ağustos 2024.
  • Lebreton, L. and Andrady, A. (2019). Future scenarios of global plastic waste generation and disposal. Palgrave Communications, 5(6). DOI: https://doi.org/10.1057/s41599-018-0212-7
  • Chamas, A., Moon, H., Zheng, J., Qiu, Y., Tabassum, T., Jang, J.H., Abu-Omar, M., Scott, S. L. and Suh, S. (2020). Degradation rates of plastics in the environment. ACS Sustainable Chemistry& Engineering, 8(9), 3494-3511 DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b06635
  • Miao, Y., von Jouanne, A. and Yokochi, A. (2021). Current technologies in depolymerization process and the road ahead. Polymers, 13(3), 449. https://doi.org/10.3390/polym13030449
  • MacLeod, M., Arp, H. P. H., Tekman, M. B. and Jahnke, A. (2021). The global threat from plastic pollution. Science, 373(6550), 61-65. DOI: 10.1126/science.abg5433
  • Santos, R. G., Machovsky-Capuska, G. E. and Andrades, R. (2021). Plastic ingestion as an evolutionary trap: Toward a holistic understanding. Science, 373(6550), 56-60. DOI: 10.1126/science.abh0945
  • Stubbins, A., Law, K. L., Muñoz, S. E., Bianchi, T. S. and Zhu, L. (2021). Plastics in the Earth system. Science, 373(6550), 51-55. DOI: 10.1126/science.abb0354
  • Weiss, L., Ludwig, W., Heussner, S., Canals, M., Ghiglione, J.-F., Estournel, C., Constant, M. and Kerhervé, P. (2021). The missing ocean plasticsink: Gone with the rivers. Science, 373 (6550), 107-111. DOI: 10.1126/science.abe0290
  • International Solid Waste Association (ISWA). (2024a). Annual Report 2023. https://www.iswa.org/annual-reports/?v=ebe021079e5a, Son Erişim Tarihi: 8 Mart 2024.
  • International Solid Waste Association (ISWA). (2024b). Waste to Wealth: Solutions for a Sustainable Future. https://iswa2024.org/, Son Erişim Tarihi: 8 Mart 2024.
  • OECD. (2022a). Global Plastics Outlook: Economic Drivers, Environmental Impacts and Policy Options. OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/de747aef-en.
  • OECD. (2022b). Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2060. OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/aa1edf33-en.
  • Cregut, M., Bedas, M., Durand, M. and Thouand, G. (2013). New Insights into Polyurethane Biodegradation and Realistic Prospects for the Development of a Sustainable Waste Recycling Process. Biotechnology Advances, 31, 1634-1647. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2013.08.011
  • United Nations Environment Programme (UNEP) Annual Report 2022. https://www.unep.org/resources/annual-report-2022, Son Erişim Tarihi: 15 Mayıs 2024.
  • Euronews Website. BM'den Plastik Kirliliğine Karşı İddialı Adım. https://tr.euronews.com/2022/03/03/bm-den-plastik-kirliligine-kars-iddial-ad-m-uluslararas-sozlesme-2024-te-imzaya-ac-lacak, Son Erişim Tarihi: 19 Eylül 2023.
  • United Nations Environment Programme (UNEP). Global Waste Management Outlook 2024. https://www.unep.org/resources/global-waste-management-outlook-2024, Son Eriim Tarihi: 15 Ağustos 2024.
  • World Bank (WB) (2018). What a Waste. A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050. Urban Development Series, World Bank Group, 3-29.
  • Öztürk, M. AB'nin atık ihracatının ana hedefi Türkiye mi? Independent Türkçe. https://www.indyturk.com/node/517611/t%C3%BCrki%CC%87yedensesler/abnin-at%C4%B1k-ihracat%C4%B1n%C4%B1n-ana-hedefit%C3%BCrkiye-mi, Son Erişim Tarihi: 17 Kasım 2023.
  • Strateji ve Bütçe Başkanlığı (SBB). (2023). Kalkınma Planları. https://www.sbb.gov.tr/kalkinma-planlari/, Son Erişim Tarihi: 17 Kasım 2023.
  • Hopewell, J., Dvorak, R. and Kosior, E. (2009). Plastics recycling: Challengesand opportunities. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 364, 2115-2126. https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0311
  • Gama, N., Barros-Timmons, Ana M. M. V. and Ferreira, A. (2023). Creating a Roadmap Towards Circularity in the Built Environment, The Recycling of Construction Foams: An Overview, 95-105. 10.1007/978-3-031-45980-1_9
  • Rahimi, A. and García, J. M. (2017). Chemical recycling of waste plastics fornew materials production. Nature Reviews Chemistry, 1, No. 0046. https://doi.org/10.1038/s41570-017-0046
  • Plastic Oceans. Plastics:It’s Not All the Same. https://plasticoceans.org/7-types-of-plastic/, Son Erişim Tarihi: 9 Nisan 2024.
  • David, E. (2001). Polymer foams: trends in use and technology. Rapra Technology Ltd., Shawbury.
  • Lee, S.T. and Ramesh, N.S. (2004) Polymeric foams: mechanisms and materials. CRC Press, London and New York
  • Andrady, A. L. and Neal, M. A. (2009). Applications and societal benefits of plastics. Philosophical transactions of the Royal Society of London Series B, Biological sciences, 364(1526), 1977-1984. https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0304
  • Eaves, D. (2004). Handbook of polymer foams. Rapra Technology Ltd., Shawbury.
  • Aksit, M., Zhao, C., Klose, B., Kreger, K., Schmidt, H.W. and Altstädt, V. (2019). Extruded polystyrene foams with enhanced insulation and mechanical properties by a benzene-trisamide-basedadditive. Polymers, 11 (268). DOI: 10.15495/EPub_UBT_00005007
  • Fried, J. R. (2003). Polymer science and technology. Pearson Education; New Jersey.
  • Achilias, D. S., Kanellopoulou, I., Megalokonomos, P., Antonakou, E. and Lappas, A. A. (2007). Chemical recycling of polystyrene bypyrolysis: Potential use of the liquid product for the reproduction ofpolymer. Macromol Materials and Engineering, 292(8), 923-934. https://doi.org/10.1002/mame.200700058
  • Tiwary, P. and Guria, C. (2010). Effect of metal oxide catalysts on degradation of waste polystyrene in hydrogen at elevated temperature and pressure in benzene solution. Journal of Polymers and the Environment, 18, 298-307. https://doi.org/10.1007/s10924-010-0235-7
  • Ezdeşir, A., Erbay, E., Taşkıran, İ., Yağcı, M. A., Cöbek, M. and Bilgiç, T. (1999). Polimerler I. Pagev Yayınları.
  • Brennan, L., Isaac, D. and Arnold, J. (2002). Recycling of acrylonitrile–butadiene–styrene and high‐impact polystyrene from waste computer equipment. Journal of Applied Polymer Science, 86(3), 572-578.
  • Inagaki, Y. and Kiuchi, S. (2001). Converting waste polystyrene into a polymer flocculant for wastewater treatment. Journal of Material Cycles and Waste Management, 3(1), 14-19.
  • Inagaki, Y., Kuromiya, M., Noguchi, T. and Watanabe, H. (1999). Reclamation of Waste Polystyrene by Sulfonation. Langmuir, 15(12), 4171-4175.
  • Kılıç, F. (2007). Atık şişirilmiş polistirenin kimyasal geri kazanımı. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
  • Saçak, M. (2005). Polimer Kimyası. Gazi Kitapevi, Ankara.
  • Karaduman, A. (1998). Plastik atıkların geri kazanımının araştırılması. Doktora tezi. Ankara Üniversitesi.
  • Türk Plastik Sanayicileri Araştırma Geliştirme ve Eğitim Vakfı (PAGEV). Polistiren. https://pagev.org/polistrien#:~:text=Genelde%20polistiren%20kald%C4%B1r%C4%B1m%20kenar%C4%B1nda%20toplanan,yat%C4%B1r%C4%B1m%C4%B1n%20yap%C4%B1lmamas%C4%B1ndan%20%C3%B6t%C3%BCr%C3%BC%20geri%20d%C3%B6n%C3%BC%C5%9Ft%C3%BCr%C3%BC, Son Erişim Tarihi: 15 Mayıs 2024.
  • Eaves, D. (2001). Polymer Foams-Trends in Use and Technology. Rapra Technology Limited, Sahwbury.
  • Beswick, R. Hd. and Dunn, D. J. (2002). Plastics and Packaging. Western Europe and America.
  • OECD (2015). Environment at a Glance 2015: OECD Indicators. OECD, Paris http://www.oecd.org/environment/indicators-modellingoutlooks/environment-at-a-glance-19964064.htm, Son Erişim Tarihi: 16 Nisan 2024.
  • Kosloski-Oh, S. C., Wood, Z. A., Manjarrez, Y., de los Rios, J. P. and Fieser, M. E. (2021). Catalytic Methods for Chemical Recycling or Upcycling of Commercial Polymers. Materials Horizons, 8, 1084-1129. https://doi.org/10.1039/d0mh01286f
  • Garcia, J. M. and Robertson, M. L. (2017, Kasım 17). The future of plastics recycling. Science, 358, 6265, 870-872. https://www.jstor.org/stable/26400835
  • Gardiner, F. and Garmson, E. (2010). Plastics and the environment. iSmithers Rapra Publishing, Shawbury
  • Harrison, R. M. and Hester, R. E. (2018). Plastics and the environment. Royal Society of Chemistry, Cambridge
  • Yang, W., Dong, Q., Liu, S., Xie, H., Liu, L. and Li, J. (2012). Recycling and disposal methods forpolyurethane foam wastes. Procedia Environ Science, 16, 167–175
  • Ulcay, Y. (2004). Improvement of Waste Recycling in Pet Fibre Production. Journal of Environmental Polymer Degradation, 231-237.
  • Goodship, V. (2007). Plastic Recycling. Science Progress, 90(4) 245-268. https://doi.org/10.3184/003685007X228748
  • Karayıldırım, T., Yanık, J., Uçar, S., Sağlam, M. and Yüksel, M. (2001). Conversion of plastics/HVGO mixtures of fuels by two-step processing. Fuel Processing Technology, 73, 23-35.
  • Huang, Z., Shanmugam, M., Liu, Z., Brookfield, A., Bennett, E.L., Guan, R., Vega Herrera, D.E., Lopez-Sanchez, J.A., Slater, A.G., McInnes, E. J. L., Qi, X. and Xiao, J. (2022 Nisan). Chemical Recycling of Polystyrene to Valuable Chemicals via Selective Acid-Catalyzed Aerobic Oxidation under Visible Light. J Am Chem Soc., 144(14), 6532-6542. DOI: 10.1021/jacs.2c01410
  • Yoshida, E. (2023). Vacuum pyrolysis depolymerization of waste polystyrene foam into high-purity styrene using a spirit lamp flame for convenient chemical recycling. RSC Sustain., 1, 2058-2065. https://doi.org/10.1039/D3SU00207A
  • Vollmer, I., Jenks, M. J. F., Roelands, M. C. P., White, R. J., vanHarmelen, T., de Wild, P., van der Laan, G. P., Meirer, F., Keurentjes, J.T. F. and Weckhuysen, B. M. (2020). Beyond mechanical recycling: Giving new life to plastic waste. Angewandte Chemie International Edition, 59(36), 15402-15423. https://doi.org/10.1002/anie.201915651
  • Ikura, M., Stanciulescu, M. F. and Kelly, J. (1999). Short Contact Time Thermal Cracking of Carbonaceous Wastes to Alpha Olefines. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 51, 89-105.
  • Kaminsky, W. and Kim, J. S. (1999). Pyrolysis of Mixed Plastics into Aromatics. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 51, 127-134.
  • Schirmer, J., Kim, J. S. and Klemm, E. (2001). Catalytic degradation of polyethylene using thermal gravimetric analysis and a cycled-spheres-reactor. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 60, 205-217.
  • Karagöz, S., Yanik, J., Uçar, S., Saglam, M. and Song, C. (2003). Catalytic and Thermal Degradation of High-Density Polyethylene in Vacuum Gas Aver Non-Acidic and Acidic Cataysts. Applied Catalysis A, 242, 51-62.
  • Bajdur, W., Pajaczkoeska, J., Makarucha, B., Sulkowska, A. and Sulkowskı W. W. (2002). Effective Polyelectrolytes Synthesised from Expanded Polystyrene Waste. European Polymer Journal, 38, 299-304.
  • Ignatyev, I. A., Thielemans, W. and Vander Beke, B. (2012). Recycling of polymers: A review. ChemSusChem, 7 (6), 1579-1593. https://doi.org/10.1002/cssc.201300898
  • Rand, T., Haukohl, J. and Marxen, U. (2000). Municipal Solid Waste Incineration: Decision Makers’ Guide. The World Bank, Washington D.C. Son Erişim Tarihi: 20 Haziran 2024.
  • Chaukura, N., Gwenzi, W., Bunhu, T., Ruziwa, D. T. and Pumure, I. (2016). Potential uses and value-added products derived from waste polystyrene in developing countries: A review. Resources, Conservation and Recycling, 107, 157-165.
  • British Plastic Federation (BPF) (2021). Chemical Recyling 101. Chemical Recycling 101 (bpf.co.uk).
  • Quinteiro, P., Gama, N. V., Ferreira, A., Dias, A. C. and Barros-Timmons, A. (2022). Environmental assessment of different strategies to produce rigid polyurethane foams using unrefined crude glycerol. Journal of Cleaner Production, 371,133554, 1-12. DOI:10.1016/j.jclepro.2022.133554.
  • Maafa, I. M. (2021). Pyrolysis of polystyrene waste: a review. Polym (Basel) 13, 1-30.
  • Jeswania, H., Krügerb, C., Russ, M., Horlacherc, M., Antony, F., Hanne, S. and Azapagica, A. (2021). Life Cycle Environmental impacts of Chemical Recycling via Pyrolysis of Mixed Plastic Waste in Comparison with Mechanical Recycling and Energy Recovery. Science of the Total Environment, 769(1). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144483
  • Dimitris, S. A., Andrioitis, L., Ioannis A. K., Dimitra, A. L., Nikolaos P. N., Siafaka, P., Tsagkalias, I. and Tzintzou, G. (2012). Recent advances in the chemical recycling of polymers (PP, PS, LDPE, HDPE, PVC, PC, Nylon, PMMA). Material Recycling - Trends and Perspectives, 1-63. DOI: 10.5772/33457
  • Lim, Y. S., Izhar, T.N.T., Zakarya, I.A., Yusuf, S. Y., Zaaba, S. K. and Mohamad, M. A. Life Cycle Assessment of Expanded Polystyrene. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 920,1, 01203036,7. Doi:10.1088/1755-1315/920/1/012030
  • Lindstrom, T. and Hickers, A. L. Life cycle assessment of expanded polystyrene shipping boxes at a public research institution: insights for infrastructure at the end of life. Environmental Research: Infrastructure and Sustainability, 2(3), 031001. DOI: 10.1088/2634-4505/ac80d1
  • Abbes, I. B., Bayoudh, S. and Baklouti M. (2006). Converting Waste Polystyrene into Adsorbent: Potential Use in The Removal of Lead and Calmium Ions from Aqueous Solution. Journal of Polymers and the Environment, 14 (3), 249-256.
  • Shin, C. (2006). Filtration Application from Recycled Expanded Polystyrene. Journal of Colloid and Interface Science, 302 (1), 267-271.
  • Yamaki, T. Kobayashi, K. Asano, M. Kubota, H. and Yoshida, M. (2004). Preparation of Proton Exchange Membranes Based on Crosslinked Polytetrafluoroethylene for Fuel Cell Applications. Polymer, 45(19), 6569-6573. Doi: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2004.07.048.
  • Sulkowski, W. W., Wolinska, A., Szoltysik, B., Bajdur, W. M. and Sulkowska, A. (2005). Preparation and Properties of Flocculants Derived from Polystyrene Waste. Polymer Degradation and Stability, 90, 272-280.
  • Sulkowski, W. W., Nowak, K., Sulkowska, A., Wolinska, A., Bajdur, W. M., Pentak, D. and Mikula, B. (2010). Chemical Recycling of Polystyrene. Sulfonation with Different Sulfonation Agents. Molecular Crystals and Liquid Crystals, 523(1), 218/[790]-227/[799]. https://doi.org/10.1080/15421401003720140
  • Gomes Amaro, N. N., Borges França, K., Batista de Souza Neto, O., da Silva Cruz, W. and de Vasconcellos Araújo, M. Polystyrene composite system: An alternative for wastewater treatment. Water Science& Technology, 90(3),791-806. doi: 10.2166/wst.2024.198.
  • Satyanarayan, S., Ramakant and Vanerkar, A. P. (2005). Conventional approach for abattoir wastewater treatment. Environmental Technology, 26, 441-447.
  • Amuda, O. S., and Alade, A. (2006) Coagulation/flocculation process in the treatment of abattoir wastewater. Desalination, 196, 22-31.
  • Holboke, A. E. and Pinnell, R. P. (1989). Sulfonation of Polystyrene. Journal of Chemical Education, 66(7), 613-614.
  • De Assunçao, R. M., Royer, B., Oliveira, J. S., Rodrigues Filho, G. and De Castro Motta, L. A. (2005). Synthesis, characterization, and application of the sodium poly (styrenesulfonate) produced from waste polystyrene cups as an admixture in concrete. Journal of Applied Polymer Science, 96(5), 1534-1538.
Toplam 81 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Polimerizasyon Mekanizmaları
Bölüm Derlemeler
Yazarlar

Mehmet Kamalıoğlu 0009-0006-5169-5828

Yayımlanma Tarihi 29 Mayıs 2025
Gönderilme Tarihi 14 Ekim 2024
Kabul Tarihi 31 Mart 2025
Yayımlandığı Sayı Yıl 2025 Cilt: 6 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Kamalıoğlu, M. (2025). Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi, 6(1), 85-101. https://doi.org/10.63716/guffd.1567070
AMA Kamalıoğlu M. Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı. GÜFFD. Mayıs 2025;6(1):85-101. doi:10.63716/guffd.1567070
Chicago Kamalıoğlu, Mehmet. “Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6, sy. 1 (Mayıs 2025): 85-101. https://doi.org/10.63716/guffd.1567070.
EndNote Kamalıoğlu M (01 Mayıs 2025) Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6 1 85–101.
IEEE M. Kamalıoğlu, “Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı”, GÜFFD, c. 6, sy. 1, ss. 85–101, 2025, doi: 10.63716/guffd.1567070.
ISNAD Kamalıoğlu, Mehmet. “Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6/1 (Mayıs 2025), 85-101. https://doi.org/10.63716/guffd.1567070.
JAMA Kamalıoğlu M. Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı. GÜFFD. 2025;6:85–101.
MLA Kamalıoğlu, Mehmet. “Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi, c. 6, sy. 1, 2025, ss. 85-101, doi:10.63716/guffd.1567070.
Vancouver Kamalıoğlu M. Köpük Polistiren Atıklarının Kimyasal Geri Dönüşümle Yeniden Kullanımı. GÜFFD. 2025;6(1):85-101.