9.1.4 Degradat ion analysisDegradat

9.1.4 Degradat ion analysis
Degradation of polymers is a result of chemical attacks,
mainly oxidation, leading to loss of mechanical properties,
such as tensile and impact strength, strain, and also
fading of color. In addition, strong oxidation may also lead
to shortening of the chain length of the polymer, which
can be observed as cracks on the surface of a degraded
object and which make the material brittle. Degradation
occurs due to one or more environmental factors such
as heat, (UV) light, oxidative chemicals (e.g. acids, bases
and some types of salt) or bacterial and fungal activity.
Although degradation is an essential process to clean up
plastic waste in the natural environment by biodegradation,
it is clearly undesirable if the polymeric material is
to be recycled (material recovery) or is to be converted to
oil for use as a fuel (pyrolysis). On the other hand, other
recovery options are much less affected when degraded
plastic waste is used as an input, such as gasification
(converting plastics to syngas) or energy recovery by incineration.
Degradation under atmospheric conditions (which is the
case for floating or even submerged plastic pieces in the
ocean), generally involves - but is not limited to - chemical
absorption of oxygen atoms in the polymer chain in the
form of ketones (C=O), hydroxyl (OH) or carboxylic (COOH)
groups. Due to this oxygen uptake, advanced degradation
leads to an increase of material density, which we indeed
observed in our samples from Hawai’i (Sub-section 9.1.3).
If waste plastics are to be recycled as a material, the
negative influence of degradation is obvious. The reason
that degradation also affects the quality of pyrolysis oil
lies in the fact that the chemically bound oxygen from the
degraded polymer chains is carried over into to the pyrolysis
oil. As a result, the oil becomes acidic and attacks
the inner walls of combustion engines and fuel pipes. In
addition, chemically bound oxygen reduces the heating
value of the oil (i.e. the amount of heat released during
combustion of a given amount of oil, e.g. 1 kg).
As material recycling and pyrolysis are preferred recovery
options for plastics recovered from marine debris in this
project, knowledge on the degree of degradation of these
plastics is important. Therefore, we performed analyses
to determine the degree of degradation due to oxidation
of the sample. The degradation tests were carried out at
the Laboratório de Polímeros, Universidade de Caxias do
Sul, Brasil.
Previous findings
Sudhakar et al. (2007) studied the loss of mass of synthetic
plastics in seawater due to (bio)degradation. To
this end, they immersed samples of HDPE, LDPE and PP
in the Bay of Bengal near Chennai Port (Port) and Fisheries
Survey of India (FSI) for a period of six months with a
monthly sample withdrawal. This study indicated maximum
losses of mass of 1.5-2.5% for LDPE, 0.5-0.8% for
HDPE and 0.5-0.6% for the PP after six months of exposure.
In studies of Albertsson & Karlsson (1990) it was
found that the LDPE buried in soil lost 3.5% of its mass
in 10 years. This low rate of decomposition is in accordance
with studies of Otake, Kobayashi, Asabe, Murakami,
& Ono (1995), in which it was found that 10 years is a relatively
short period of time for biodegradation of synthetic
polymers, such as polyethylene [3]. The same study reports
a mass reduction of 2.5% in LDPE and a decrease
in tensile strength of 24 to 20 MPa in 6 months in tropical
conditions. The formation of carbonyl groups was found
to help microorganisms in the process of degradation.
Note that under tropical conditions, higher levels of biodegradation
can probably be expected due to the higher
levels of temperature, oxygen and microorganisms.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

9.1.4 การวิเคราะห์ไอออน Degradatย่อยสลายโพลิเมอร์เป็นผลจากการโจมตีทางเคมีส่วนใหญ่เกิดออกซิเดชัน นำไปสู่การสูญเสียคุณสมบัติทางกลเช่นแรงดึง และ แรงกระแทก ความเครียด และการซีดจางของสี นอกจากนี้ ออกซิเดชั่นที่แข็งแกร่งนำสู่การลดความยาวโซ่พอลิเมอร์ ซึ่งสามารถสังเกตเห็นเป็นรอยแตกบนผิวที่เสื่อมโทรมวัตถุและซึ่งทำให้วัสดุเปราะ ย่อยสลายเกิดขึ้นเนื่องจากหนึ่ง หรือมากกว่าปัจจัยแวดล้อมดังกล่าวเป็นสารเคมีออกซิเดชัน (เช่นกรด ฐาน ความร้อน แสง (ยูวี)และบางชนิดของเกลือ) หรือกิจกรรมของแบคทีเรีย และเชื้อราแม้ว่าจะสลายตัวเป็นกระบวนการจำเป็นเพื่อล้างพลาสติกของเสียในธรรมชาติ โดยการย่อยสลายทางชีวภาพมันเป็นผลชัดเจนถ้าเป็นโปรตีนการจะรีไซเคิล (วัสดุกู้คืน) หรือจะเป็นน้ำมันใช้เป็นเชื้อเพลิง (ชีวภาพ) บนมืออื่น ๆ อื่น ๆเลือกการกู้คืนมีน้อยผลกระทบเมื่อเสื่อมโทรมขยะพลาสติกจะใช้เป็นอินพุต เช่นการแปรสภาพเป็นแก๊ส(แปลงพลาสติก syngas) หรือพลังงาน โดยการเผาสลายตัวภายใต้สภาพบรรยากาศ (ซึ่งเป็นการกรณี สำหรับลอยตัว หรือแม้แต่แช่ชิ้นพลาสติกมหาสมุทร), โดยทั่วไปเกี่ยวข้อง กับ - แต่ไม่จำกัดเฉพาะการ - เคมีการดูดซึมของออกซิเจนอะตอมในสายโซ่พอลิเมอร์ในการรูปแบบของคีโตน (C = O), ไฮดรอก (OH) หรือ carboxylic (COOH)กลุ่มนี้ เนื่องจากการดูดซึมออกซิเจนนี้ ขั้นสูงย่อยสลายนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของวัสดุ ซึ่งเราแน่นอนสังเกตในตัวอย่างของเราจากฮาวาย (ส่วนย่อย 9.1.3)ถ้า นำมารีไซเคิลเป็นวัสดุ พลาสติกเสียอิทธิพลเชิงลบของการลดเห็นได้ชัด เหตุผลลดที่มีผลต่อคุณภาพน้ำมันไพโรไลซิในการอยู่ที่ออกซิเจนถูกผูกสารเคมีจากการโซ่พอลิเมอร์ที่เสื่อมโทรมจะถูกนำมาเป็นการการไพโรไลซิน้ำมัน ผล น้ำมันกลายเป็นกรด และโจมตีผนังด้านในของเครื่องยนต์สันดาปและท่อน้ำมันเชื้อเพลิง ในนอกจากนี้ ออกซิเจนสารเคมีที่ถูกผูกไว้ลดความร้อนค่าน้ำมัน (เช่นปริมาณความร้อนที่ถูกปล่อยออกมาสันดาปของจำนวนที่กำหนดของน้ำมัน เช่น 1 กิโลกรัม)เป็นวัสดุรีไซเคิลและไพโรไลซิจะกู้คืนต้องตัวเลือกสำหรับพลาสติกที่กู้คืนจากเศษทางทะเลนี้โครงการ ความรู้ในระดับของการย่อยสลายเหล่านี้พลาสติกเป็นสิ่งสำคัญ ดังนั้น เราทำการวิเคราะห์เพื่อกำหนดระดับของการย่อยสลายเนื่องจากการเกิดออกซิเดชันตัวอย่าง การทดสอบการย่อยสลายดำเนินการที่Laboratório de Polímeros, Universidade เด Caxias ทำSul บราซิลผลการวิจัยก่อนหน้านี้Sudhakar et al. (2007) ศึกษาการสูญเสียมวลของสังเคราะห์พลาสติกในน้ำทะเลเนื่องจากการย่อยสลาย (ชีวภาพ) ถึงการนี้ พวกเขาแช่ของ HDPE, LDPE และ PPในอ่าวเบงกอลไนพอร์ต (พอร์ต) และประมงการสำรวจของอินเดีย (FSI) เป็นระยะเวลา 6 เดือนกับการรายเดือนอย่างถอน สูงสุดตามการศึกษานี้สูญเสียของมวล 1.5-2.5% LDPE, 0.5-0.8%HDPE และ 0.5-0.6% PP 6 เดือนของการสัมผัสในการศึกษาของ Albertsson และ Karlsson (1990)พบว่า LDPE ที่ฝังอยู่ในดินหายไป 3.5% ของมวลของใน 10 ปี อัตราต่ำของการสลายตัวนี้เป็นไปตามกับการศึกษาของ Asabe, Otake โคะบะยะชิ มุระกะ มิและโอโนะ (1995), ซึ่งพบว่า 10 ปีเป็นค่อนข้างระยะเวลาสำหรับการย่อยสลายทางชีวภาพของสังเคราะห์เมอร์ เช่นเอทิลีน [3] รายงานการศึกษาเดียวกันลดมวล 2.5% LDPE และลดลงในแรงดึงของ MPa 24 ถึง 20 ใน 6 เดือนในเขตร้อนเงื่อนไขการ พบการก่อตัวของกลุ่ม carbonylเพื่อช่วยให้จุลินทรีย์ในกระบวนการย่อยสลายหมายเหตุว่า ภายใต้สภาพเขตร้อน ระดับสูงของการย่อยสลายทางชีวภาพอาจจะสามารถคาดหวังเนื่องจากสูงระดับของอุณหภูมิ ออกซิเจน และจุลินทรีย์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

9.1.4 การวิเคราะห์ไอออน Degradat
การสลายตัวของโพลิเมอร์เป็นผลมาจากการโจมตีทางเคมี, การเกิดออกซิเดชันส่วนใหญ่ที่นำไปสู่การสูญเสียสมบัติเชิงกลเช่นแรงดึงและแรงกระแทกความเครียดและยังซีดจางของสี นอกจากนี้การเกิดออกซิเดชันที่แข็งแกร่งนอกจากนี้ยังอาจนำไปสู่การตัดทอนความยาวของห่วงโซ่ของพอลิเมอซึ่งสามารถสังเกตเห็นเป็นรอยแตกบนพื้นผิวของเสื่อมโทรมวัตถุที่ทำให้วัสดุที่เปราะ การย่อยสลายเกิดขึ้นเนื่องจากการอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายปัจจัยสิ่งแวดล้อมเช่นความร้อน(UV), สารเคมีออกซิเดชัน(เช่นกรดด่างและบางชนิดของเกลือ) หรือกิจกรรมแบคทีเรียและเชื้อรา. แม้ว่าการย่อยสลายเป็นกระบวนการที่จำเป็นในการทำความสะอาดขยะพลาสติกในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติโดยการย่อยสลายทางชีวภาพ, มันเป็นที่ไม่พึงประสงค์ได้อย่างชัดเจนถ้าวัสดุพอลิเมอมีการที่จะกลับมาใช้ใหม่ (กู้คืนวัสดุ) หรือจะถูกแปลงเป็นน้ำมันเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง(ไพโรไลซิ) บนมืออื่น ๆ , อื่น ๆเลือกการกู้คืนที่มีมากได้รับผลกระทบน้อยกว่าเมื่อเสื่อมโทรมขยะพลาสติกถูกนำมาใช้เป็น input เช่นก๊าซ (แปลงพลาสติกเพื่อ syngas) หรือการกู้คืนพลังงานจากการเผา. การย่อยสลายภายใต้สภาพบรรยากาศ (ซึ่งเป็นกรณีที่ลอยหรือแม้กระทั่งจมอยู่ใต้น้ำชิ้นส่วนพลาสติกในมหาสมุทร) ทั่วไปเกี่ยวกับการ - แต่ไม่ จำกัด - สารเคมีที่ดูดซึมของอะตอมออกซิเจนในห่วงโซ่ลิเมอร์ในรูปแบบของคีโตน(C = O), มักซ์พลังค์ (OH) หรือคาร์บอกซิ (COOH) กลุ่ม เนื่องจากการดูดซึมออกซิเจนนี้ย่อยสลายขั้นสูงนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของวัสดุที่เราแน่นอนสังเกตเห็นในตัวอย่างของเราจากฮาวาย(ส่วนย่อย 9.1.3). ถ้าขยะพลาสติกจะถูกนำกลับมาใช้เป็นวัสดุที่มีอิทธิพลเชิงลบการย่อยสลายที่เห็นได้ชัด เหตุผลที่ย่อยสลายยังมีผลต่อคุณภาพของน้ำมันไพโรไลซิอยู่ในความจริงที่ว่าออกซิเจนผูกพันทางเคมีจากโซ่พอลิเมอเสื่อมโทรมจะดำเนินการไปสู่การไพโรไลซิน้ำมัน เป็นผลให้น้ำมันจะกลายเป็นกรดและการโจมตีผนังด้านในของเครื่องยนต์สันดาปและท่อน้ำมันเชื้อเพลิง ในนอกจากนี้ออกซิเจนผูกพันทางเคมีช่วยลดความร้อนค่าน้ำมัน(เช่นปริมาณของความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ของจำนวนที่กำหนดของน้ำมันเช่น 1 กิโลกรัม). ในฐานะที่เป็นรีไซเคิลวัสดุและไพโรไลซิเป็นที่ต้องการกู้คืนตัวเลือกสำหรับพลาสติกหายจากเศษซากทางทะเลในนี้โครงการความรู้เกี่ยวกับระดับของการย่อยสลายของเหล่านี้พลาสติกเป็นสิ่งสำคัญ ดังนั้นเราจึงดำเนินการวิเคราะห์เพื่อกำหนดระดับของการย่อยสลายเกิดจากปฏิกิริยาของกลุ่มตัวอย่าง การทดสอบการย่อยสลายได้ดำเนินการในLaboratorio เด Polimeros, Universidade de Caxias do Sul, บราซิล. ผลการวิจัยก่อนหน้าSudhakar et al, (2007) ศึกษาการสูญเสียมวลของสังเคราะห์พลาสติกในน้ำทะเลจาก(ชีวภาพ) การย่อยสลาย เพื่อเหตุนี้พวกเขาแช่ตัวอย่าง HDPE, LDPE และ PP ในอ่าวเบงกอลใกล้ท่าเรือเชนไน (พอร์ต) และการประมงการสำรวจของอินเดีย(FSI) สำหรับรอบระยะเวลาหกเดือนที่มีให้ถอนตัวอย่างเป็นรายเดือน การศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นสูงสุดสูญเสียมวลของ 1.5-2.5% สำหรับ LDPE, 0.5-0.8% สำหรับ HDPE และ 0.5-0.6% สำหรับ PP หลังจากหกเดือนของการเปิดรับ. ในการศึกษาของ Albertsson และคาล์ส (1990) มันถูกพบว่าLDPE ฝังอยู่ในดินหายไป 3.5% ของมวลของมันใน10 ปี นี้อัตราที่ต่ำของการย่อยสลายเป็นไปตามที่มีการศึกษา Otake, โคบายาชิ ASABE, มุราคามิและโอโน่(1995) ซึ่งพบว่า 10 ปีเป็นที่ค่อนข้างระยะเวลาสั้นๆ สำหรับการย่อยสลายของสารสังเคราะห์โพลีเมอเช่นเอทิลิน[ 3] การศึกษาเดียวกันรายงานการลดมวล 2.5% ใน LDPE และลดลงในความต้านทานแรงดึงของ24-20 เมกะปาสคาลในรอบ 6 เดือนในเขตร้อนเงื่อนไข การก่อตัวของกลุ่มคาร์บอนิลก็พบว่าจะช่วยให้จุลินทรีย์ในกระบวนการของการย่อยสลาย. โปรดทราบว่าภายใต้เงื่อนไขที่เขตร้อนระดับสูงของการย่อยสลายสามารถอาจจะคาดว่าเกิดจากการที่สูงกว่าระดับของอุณหภูมิออกซิเจนและจุลินทรีย์