1. Razgradnja polikarbonata (PC) v podkritični vodiŠpela Lepoša, 2024, diplomsko delo Opis: Uporaba plastike v vsakdanjem življenju drastično raste. Z večanjem količine plastičnih izdelkov se sorazmerno povečuje tudi število plastičnih odpadkov, kar predstavlja velik problem z vidika varovanja okolja. Razgradnja plastike v naravnem okolju je zelo počasen proces, zato raziskovalci iščejo metode za razgradnjo plastičnih mas, z namenom pridobitve dragocenih surovin, ki so primerne za nadaljnjo uporabo. Ena izmed pogosteje uporabljenih plastik je tudi polikarbonat (PC), ki se uporablja za proizvodnjo raznih izdelkov.
Namen in cilj diplomskega dela je bil raziskati razgradnjo plastike iz PC v podkritični vodi in ugotoviti, katere uporabne produkte lahko pridobimo iz nje. Za proces razgradnje PC smo uporabili visokotlačni in visokotemperaturni šaržni reaktor. Eksperimente smo izvajali pri temperaturi 250 °C in reakcijskih časih 60 in 120 min, medtem ko smo pri temperaturah 300 in 350 °C reakcije izvajali pri 5, 15, 30, 60 in 120 min. Kot produkte hidrotermične razgradnje smo dobili oljno, plinsko, vodno in trdno fazo. Največji izkoristek oljne faze smo dosegli pri 350 °C po 15 min in je znašal 97,7 %. Pri 250 °C je najvišje izkoristke dosegla trdna faza, ki je predstavljala nerazgrajeno plastiko iz PC, zato se je izkazalo, da je temperatura 250 °C prenizka za uspešno razgradnjo.
Analize oljne in plinske faze smo izvedli z metodo plinske kromatografije s plamensko ionizacijskim detektorjem (GC-FID), vodnim fazam smo določili totalni ogljik (TC) s TOC analizatorijem medtem ko smo trdne faze analizirali s Fourierjevo transformacijo z infrardečo spektroskopijo (FTIR). V oljni fazi smo določili tri glavne razgradne produkte: bisfenol A (BPA), 4-izopropilfenol in fenol. Maksimalni izkoristek BPA (40,9 %) smo dosegli pri 250 °C in 120 min, kar lahko pripišemo začetni razgradnji PC v glavni monomer BPA. S podaljševanjem reakcijskega časa in z naraščajočo temperaturo je izkoristek BPA upadal, zaradi pretvorbe v nadaljnje komponente (fenol in 4-izopropilfenol). V plinski fazi so bili poleg CO2 prisotni večinoma alkani in alkeni. Z naraščajočo temperaturo in podaljševanjem reakcijskega časa je naraščalo število prisotnih komponent v plinski mešanici, kot posledica razpada daljših ogljikovodikov na krajše.
Ugotovili smo, da je hidrotermična razgradnja PC uspešna metoda in predstavlja alternativni pristop recikliranja plastike iz PC, s katerim lahko pridobimo vredne razgradne produkte, ki so primerni za nadaljnjo uporabo.
Ključne besede: hidrotermična razgradnja, polikarbonat, podkritična voda, kemijsko recikliranje, BPA
Objavljeno v DKUM: 18.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 14
 Celotno besedilo (2,70 MB) |
2. Razvoj kompozitnih nanovlaken na osnovi keratina, pridobljenega s hidrotermičnim postopkomMiša Žnidarič, 2024, magistrsko delo Opis: Keratin, prisoten v živalskih tkivih, kot sta perje in volna, predstavlja velik delež odpadkov iz tekstilne, kmetijske in mesno-predelovalne industrije. Zaradi težnje po zmanjšanju negativnih vplivov na okolje je nujna učinkovita pretvorba teh odpadkov v produkte z dodano vrednostjo. Metode ekstrakcije keratina iz različnih virov se razlikujejo predvsem po kvaliteti dobljenega ekstrakcijskega produkta in po njihovem okoljskem vplivu, pri čemer je glavni izziv uporabiti okolju prijazne metode za ekstrakcijo, ki dajejo keratin, primeren za specifično uporabo. Magistrska naloga se osredotoča na razvoj stabilnih nanovlaken iz keratina, pridobljenega iz odpadnega perja in volne s hidrotermičnim postopkom z uporabo subkritične vode. V ta namen so bile iz liofiliziranih ekstrakcijskih produktov pripravljene predilne raztopine. Zaradi mejnih vrednosti povprečja molskih mas v ekstrakcijskih produktih, smo keratin kombinirali s polietilen oksidom (PEO) v razmerjih 50/50 in 70/30. Za izdelavo nanovlaken je bila uporabljena tehnika brezigelnega elektropredenja, pri čemer smo optimizirali pogoje predenja. Z namenom izboljšanja stabilnosti izpredenih nanovlaken smo uporabili dva postopka zamreženja, in sicer z etilen glikol diglicidil etrom (EGDE) in z pentaeritritol triakrilatom (PETA). Predilnim raztopinam so bile pred predenjem analizirane naslednje lastnosti: prevodnost, viskoznost, pH, površinska napetost, velikost delcev, zeta potencial in koncentracija proteina. Kemično strukturo liofiliziranega keratina in izdelanih nanovlaken smo spremljali z infrardečo spektroskopijo (ATR-FTIR). Vrstična elektronska mikroskopija (SEM) je bila uporabljena za analizo uspešnosti oblikovanja nanovlaken, merjenje kontaktnih kotov pa za analizo hidrofilnosti nanovlaken. Za določanje antioksidativnosti raztopin keratin/PEO in nanovlaken je bila uporabljena metoda ABTS. Izkoristek ekstrakcije keratina iz odpadnega perja in volne je znašal 87,46 % ter 88,33 %. S tehniko SDS-PAGE je bila določena največja koncentracija molskih mas v suspenziji keratina iz perja in iz volne v območju med 4,6 in 9 kDa. Rezultati so pokazali, da je iz liofiliziranih produktov mogoče izdelati nanovlakna, ki vsebujejo relativno velike deleže (tudi do 70 %) keratina v mešanicah s PEO. Nanovlaknom iz mešanic keratin/PEO smo po zamreženju s PETA in z EGDE uspeli identificirati tipične keratinske vrhove s ATR-FTIR, kar jih naredi ključne za uporabo v biomedicinskih aplikacijah. Stopnja antioksidativnosti izdelanih nanovlaken je bila visoka (86,9 % inhibicija) in postopki zamreženja nanjo niso imeli pomembnega vpliva. Z uporabo zamreževalca PETA smo dosegli večje kontaktne kote (med 101,42˚ in 110,16˚) v primerjavi z uporabo zamreževalca EGDE (med 85,26˚ in 94,71˚), s čimer sklepamo, da so nanovlakna, zamrežena s PETA ob obsevanju z UV-svetlobo 40 min, stabilnejša ob stiku z vodo.
Ključne besede: keratin, subkritična voda, elektropredenje, nanovlakna, zamreženje, EGDE, PETA
Objavljeno v DKUM: 18.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 0
Celotno besedilo (11,34 MB) |
3. Decomposition and fragmentation of conventional and biobased plastic wastes in simulated and real aquatic systemsOlivija Plohl, Lidija Fras Zemljič, Alen Erjavec, Noemi Sep, Maja Čolnik, Yee Van Fan, Mojca Škerget, Annamaria Vujanović, Lidija Čuček, Julija Volmajer Valh, 2024, izvirni znanstveni članek Opis: Plastics play a crucial role in our daily lives. The challenge, however, is that they become waste and contribute to a global environmental problem, increasing concerns about pollution and the urgent need to protect the environment. The accumulation and fragmentation of plastic waste, especially micro- and nanoplastics in aquatic systems, poses a significant threat to ecosystems and human health. In this study, the decomposition and fragmentation processes of conventional and biobased plastic waste in simulated water bodies (waters with different pH values) and in real water systems (tap water and seawater) are investigated over a period of one and six months. Three types of plastic were examined: thermoplastic polyethylene terephthalate and thermoset melamine etherified resin in the form of nonwovens and biobased polylactic acid (PLA) in the form of foils. Such a comprehensive study involving these three types of plastics and the methodology for tracking degradation in water bodies has not been conducted before, which underlines the novelty of the present work. After aging of the plastics, both the solid fraction and the leachate in the liquid phase were carefully examined. The parameters studied include mass loss, structural changes and alterations in functional groups observed in the aged plastics. Post-exposure assessment of the fragmented pieces includes quantification of the microplastic, microscopic observations and confirmation of composition by in situ Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy. The leachate analysis includes pH, conductivity, turbidity, total carbon and microplastic size distribution. The results highlight the importance of plastic waste morphology and the minor degradation of biobased PLA and show that microfibers contribute to increased fragmentation in all aquatic systems and leave a significant ecological footprint. This study underlines the crucial importance of post-consumer plastic waste management and provides valuable insights into strategies for environmental protection. It also addresses the pressing issue of plastic pollution and provides evidence-based measures to mitigate its environmental impact.
Ključne besede: polylactic acid, polyethylene terephthalate fabric, melamine etherifed resin fabric, aquatic environment, fragmentation, waste disposal
Objavljeno v DKUM: 09.09.2024; Ogledov: 73; Prenosov: 20
Celotno besedilo (3,73 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
4. Eco friendly functional finishes of polyester fabric using keratin from wool and feather wastesLidija Fras Zemljič, Maja Čolnik, Darinka Fakin, Tanja Pušić, Vanessa Wendy Bračko, Tjaša Kraševac Glaser, Mojca Škerget, 2024, izvirni znanstveni članek Opis: This research showcases the use of hydrothermally extracted solutions from poultry feathers and wool as ecofriendly and versatile textile finishes. These solutions, derived from waste biomass containing the keratin
biopolymer, were obtained through environmentally conscious hydrothermal degradation processes. Initially,
the study focused on analysing the chemical parameters and properties of both dialysed and non-dialysed solutions extracted from feathers and wool. The investigation tracked primarily the presence of keratin within these
solutions. Upon application to polyester textiles as the reference material, the presence of these solutions on the
fabric surface was confirmed successfully. A thorough physicochemical analysis of the treated textiles involved
various analytical techniques. These encompassed surface composition analysis via X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), assessment of wettability through Contact Angle measurements, determination of surface charge using surface zeta
potential, and examination of the thermal and flame-retardant properties via Differential Scanning Calorimetry
(DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA), and calorimetric tests. In addition, the colour, UV radiation transmission and antioxidant activity were evaluated using standard tests.
The remarkable effects of the treatment have been observed in the exceptional antioxidative action, fire
resistance, UV protection and enhanced hydrophilicity of these innovative multifunctional textiles. This
approach holds significant implications across research, economics and society, enriching Material Science by
deepening the understanding of materials and their multifaceted properties. Moreover, it promotes resource
efficiency, opens new sustainable textile market prospects, and contributes to social impact by supporting
environmental sustainability, engaging communities and ensuring health and safety benefits.
Ključne besede: poultry feathers and wool, hydrothermal extraction, polyester, finishing, green, multifunctionality
Objavljeno v DKUM: 03.09.2024; Ogledov: 43; Prenosov: 13
Celotno besedilo (1,87 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
5. Degradation of waste tetra pak packaging with hydrothermal treatment in sub-/supercritical waterMihael Irgolič, Maja Čolnik, Petra Kotnik, Mojca Škerget, 2024, izvirni znanstveni članek Ključne besede: hydrothermal degradation, waste packing, tetra pak, subcritical water, subcritical waste, chemical recycling, one-stage process, two-stage process, product analysis
Objavljeno v DKUM: 16.07.2024; Ogledov: 88; Prenosov: 8
Celotno besedilo (2,12 MB) |
6. Superkritični CO2, čistejša alternativa tradicionalnim metodam procesiranja polimernih biomaterialovElena Markočič, Mojca Škerget, Željko Knez, 2009, pregledni znanstveni članek Ključne besede: superkritični CO2, polimerni biomateriali, polimerne pene, mikrodelci, kompozitni materiali
Objavljeno v DKUM: 19.04.2024; Ogledov: 164; Prenosov: 3
Celotno besedilo (136,06 KB)
Gradivo je zbirka in zajema 1 gradivo! |
7. Comparative study of hydrothermal decomposition of virgin and recycled polypropyleneMihael Irgolič, Maja Čolnik, Petra Kotnik, Lidija Čuček, Mojca Škerget, 2023, izvirni znanstveni članek Opis: Plastics are widely used due to their versatile properties and numerous applications. However, the proper management of plastic waste is a major challenge, even though it is recyclable. The process of repeated recycling can cause the quality of the material to decrease as unwanted contaminants and pollutants increase. This can affect the chemical recycling of plastics at the end of their life and the recovery of secondary products that can be used in other applications. In this study, the chemical degradation of virgin polypropylene (vPP) and recycled polypropylene (rPP) was investigated in supercritical water at a temperature of 450 °C and a reaction time of 15 to 240 min. The oil phase was the primary decomposition product and was obtained in high yield, which reached a maximum after 30 min of reaction time and was 96.9 % for vPP and 94.5 % for rPP. The results of our study show that there are some differences in the product composition depending on which material (vPP or rPP) is chemically recycled.
Ključne besede: virgin polypropylene, plastics, chemical degradation, chemical recycled
Objavljeno v DKUM: 18.04.2024; Ogledov: 235; Prenosov: 5
Celotno besedilo (1,65 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
8. Kemijsko recikliranje PLA plastičnih odpadkov s hidrotermičnimi postopki : magistrsko deloEma Šušteršič, 2024, magistrsko delo Opis: Polimlečna kislina oz. PLA je popolnoma biološko razgradljiv polimer, ki velja za enega najbolj obetavnih polimerov na biološki osnovi in predstavlja odlično alternativo plastiki na osnovi nafte. Njen osnovni gradnik je mlečna kislina, ki nastane s fermentacijo sladkorjev pridobljenih iz obnovljivih virov. Namen magistrske naloge je bil preučiti recikliranje odpadne plastike iz PLA z uporabo podkritične vode, ki predstavlja zeleno in perspektivno tehnologijo. Preučili smo pridobitev tako glavnih (monomer PLA- mlečna kislina) kot tudi sekundarnih produktov (različne organske kisline). Eksperimente smo izvajali z dvema različnima materialoma PLA, in sicer osnovno PLA in odpadno PLA pri različnih temperaturah (180, 200, 250 in 300 °C), različnih reakcijskih časih (10, 20, 30 in 60 min) in v različnih atmosferah (dušik in zrak). Po reakciji razgradnje smo kot produkt dobili tri faze (trdno, vodno in plinasto fazo). V vseh primerih smo najvišje izkoristke dosegli v vodni fazi, medtem ko so se izkoristki trdne faze z zviševanjem temperature in reakcijskega časa, tekom reakcije razgradnje zniževali, izkoristki plinov pa naraščali. Glavni produkt razgradnje PLA je mlečna kislina, ki smo jo analizirali s HPLC metodo. Optimalni pogoji za pridobitev najvišje koncentracije mlečne kisline pri razgradnji osnovne PLA smo dosegli pri 250 °C in 30 min in je v zračni atmosferi znašala 43,6 mg/mL (87,2 %), medtem ko smo v dušikovi atmosferi pridobili malenkost nižjo koncentracijo mlečne kisline in sicer 43,4 mg/mL (86,6 %). Pri razgradnji odpadne PLA smo v vodni fazi zasledili nižje koncentracije mlečne kisline, saj odpadna PLA vsebuje tudi primesi in aditive, ki po reakciji ostanejo v trdnem ostanku. V vodni fazi smo v manjših koncentracijah pridobili tudi ocetno, mravljično, akrilno, oksalno in propanojsko kislino. Pri povišani temperaturi (300 °C) pa se mlečna kislina in sekundarni produkti pričnejo razgrajevati v pline. Vodni fazi smo določili tudi vsebnost totalnega ogljika (TC). Najvišjo koncentracijo TC smo določili pri razgradnji osnovne PLA (24,9 mg/mL) pri 250 °C in 30 min v zračni atmosferi . Na koncu smo s pomočjo FTIR analize okarakterizirali še trdni preostanek, ki je nastal po reakciji.
Ključne besede: bioplastika, polimlečna kislina (PLA), mlečna kislina, recikliranje, hidrotermična razgradnja, podkritična voda
Objavljeno v DKUM: 02.04.2024; Ogledov: 318; Prenosov: 6
Celotno besedilo (3,70 MB) |
9. Funkcionalizacija tekstilij z izoliranimi gradniki jajčnih lupin in izdelava nanovlaken iz le - teh : magistrsko deloRosvita Pliberšek, 2024, magistrsko delo Opis: Glavna tema magistrske naloge je izolacija gradnikov jajčnih lupin kokoši in prepelice ter obdelava sintetičnih (poliester, PES) ter naravnih (bombaž) tekstilij z le-tem. Izbira teme je temeljila na pogledu na jajčne lupine kot odpadek in hkrati kot uporabno surovino, ki lahko izboljša lastnosti drugih surovin oz. materialov, pri tem pa lahko ustvarimo napredek na področju ognjevarnih, medicinskih ter UV-zaščitnih oblačil.
V nalogi smo preverjali izbrane funkcionalne lastnosti vodne raztopine jajčnih lupin, kot so: velikosti delcev in zeta potencial, pH vrednost, motnost, površinska napetost, stični kot, električna prevodnost in antioksidativnost; ter analizirali učinkovitost obdelave poliestrnih (PES) in bombažnih tkanin s pridobljenimi raztopinami, pri čemer smo uporabili napredne preparativne (hidrotermična razgradnja- hidroliza) in analitske metode (merjenje pH, spektroskopija).
Ugotovili smo, da je vzorec v obliki vodne raztopine pokazal dobre lastnosti na področju površinske lastnosti, prav tako je pokazalo dobre rezultate pri meritvah zeta potenciala ter pri merjenju električne prevodnosti. Pri obdelanih PES in bombažnih vzorcih s to raztopino jajčnih lupin, pa lahko poudarim, da so bili vidni rezultati na področju ognjevarnosti, protimikrobnosti in UZF. Rezultati sicer niso bili izraziti, ampak bili opazni in so mejili v dobro smer.
Ključne besede: jajčne lupine, hidroliza, funkcionalizacija, izolirani gradniki, PES in bombažne tekstilije, ognjevarnost, medicinske tekstilije, UV zaščita
Objavljeno v DKUM: 22.03.2024; Ogledov: 334; Prenosov: 28
Celotno besedilo (3,18 MB) |
10. Razvoj novih funkcionalnih plastičnih filmov za različne produkte : magistrsko deloTanja Labohar, 2023, magistrsko delo Opis: Plastični materiali imajo velik pomen v pakirnem segmentu za pakiranje farmacevtskih, kozmetičnih in prehrambnih produktov, kjer želimo podaljšati rok trajanja živil. Vedno večje zavedanje podjetij in potrošnikov o negativnem vplivu petrokemijske plastike na okolje in povečano tveganje za zdravje, ki ga predstavljajo sintetični aditivi v plastični embalaži, so privedli do razvoja biorazgradljive aktivne embalaže.
V magistrskem delu smo želeli razviti antioksidativne, protimikrobne in biorazgradljive funkcionalne plastične filme. Folije PLA smo funkcionalizirali s premazom iz formulacije ekstrakta brina in hitozana, ki smo ga na površino folije nanesli s petimi različnimi metodami, in sicer z metodo pršenja, valjčkanja, omakanja, impregniranja in tehnologijo superkritičnih fluidov. Učinkovitost uporabljenih snovi in metod smo preučili z analiznimi metodami: FTIR, goniometrija, pregradne lastnosti – prepustnost kisika, antioksidativnost, XPS, SEM, transparentnost, protimikrobna aktivnost ter LCA in LCC analiza.
Z analiznimi metodami smo potrdili odlično antioksidativno delovanje ekstrakta brina in protimikrobno delovanje hitozana. Izkazalo se je, da je za praktično uporabo z vidika okoljske in cenovne ustreznosti najprimernejši funkcionalni plastični film, kjer smo premaz nanesli z metodo omakanja. Dosegli smo odlično protimikrobno delovanje predvsem na bakterijo Staphylococcus aureus, izvrstne pregradne in antioksidativne lastnosti, potrjene s FTIR, XPS in SEM analizo, ter zelo dobre protikondenzacijske lastnosti.
Ključne besede: funkcionalni plastični filmi, folija PLA, hitozan, ekstrakt brina, tehnologije nanosa, fizikalno-kemijske analize, protimikrobna aktivnost, LCA, LCC
Objavljeno v DKUM: 06.12.2023; Ogledov: 448; Prenosov: 47
Celotno besedilo (4,76 MB) |
