5. Ulusal deniz bilimleri konferansı , Trabzon, Turkey, 1 - 03 June 2022, pp.9-10
As plastic marine debris continues to accumulate significantly in the oceans quite widely, many concern
surround this global threat and a wide variety of the fields of marine sciences have already their attention
on this problem. This research efforts include very tough task of collecting, sorting and identifying ocean
plastics. Additionally the researchers have also been focused on the degradation of waste plastics under
the severe effects of marine environment in order to produce proper plastic materials for mitigation the
risks on aquatic life. Because it is obvious that for a sustainable future of our planet to end production
and use of plastic materials which are the base of today’s civilization seem not to be possible, but to fully
recycle of them should be considered with all the manners.
Global plastic production has been reached to 400 million ton with a yearly increment of 5.5%
from 1.5 million in 1950. There are several classes of plastics encountered in the oceans parallel to their
production share in the above mentioned total volume. In this study, following the determination of
plastics classes in the ocean it has been focused on PET which is a polyester-based thermoplastic due to
its very common use in our daily life and its moderate resistance to marine environmental degradation.
To investigate the possibility of the upcycling which can be determined as “re-use of waste material
in such a way as to create a product of higher quality or value than original’ of PET existing in the ocean plastic
with 7% in weight has been the main goal of this study.
For the upcycling method in this study, an additive manufacturing technique called as Fused
Filament Fabrication (3F) which provides designers a freedom to form the objects and applies with three
dimensional printing technique has been chosen. With 3F method, three-dimensional forms can be
studied by printing computer-aided design in two-dimensional layers. Although there are different
additive manufacturing methods, 3F is one of the most cost-effective and easiest to implement.
Shredding, grounding of the PET bottles collected from the Izmir Bay, extruding filaments by using the
recyclates, printing samples in 3D printer to test environmental degradation effects on the mechanical
properties and tensile testing have all been performed in the related lab of Dokuz Eylul University
Institute of Marine Sciences and Technology.
From the results of tensile tests, it has been observed almost 60% of degradation in mechanical
properties of the PET products. The propositions to improve the resulting materials and to product an
object with higher added value from waste PET have been given and a sample object has also been
printed.
Plastik atıkların ise diğer alıcı ortamların yanısıra dünya denizlerinde de dikkat çeken bir coğrafi yaygınlıkla
birikmesi, artık küresel bir tehdit olarak algılanmakta ve deniz bilimlerinin hemen tüm disiplinlerinde
araştırmaların odağına yerleştirilmektedir. Konuyla ilgili araştırmalar ayrıca atıkların toplanması,
sınıflandırılması ve tanımlanması gibi oldukça güç aşamaları da kapsamaktadır. Ayrıca atık plastiklerin
denizel ortamın aşındırıcı etkisinde uğradığı bozunmalar da irdelenerek sucul yaşam üzerindeki etkisi
azaltılmış plastik ürünler üzerindeki çalışmalara da yönelinmektedir. Zira sürdürülebilir bir geleceğin,
neredeyse uygarlığımızın temelini oluşturan plastik malzemelere karşı durmakla değil, onun her türünün
geri dönüşümünün koşulsuz sağlanmasıyla mümkün olacağı oldukça açıktır.
Küresel plastik endüstrisindeki üretim, 1950’de 1,5 milyon tonluk bir kapasiteden, yıllık
neredeyse %5,5’luk bir artışla günümüzde 400 milyon tonluk bir kapasiteye ulaşmıştır. Bu üretimdeki
oranlarına paralel olarak denizlerde farklı yapıda plastiklere rastlanmaktadır. Bu çalışmada denizlerde
yaygın olarak rastlanılan plastik çeşitlerine kısaca değinilerek gerek günlük yaşantımızdaki kullanım sıklığı,
gerek denizel bozunmaya karşı ortalamayı aşan dayanımı dikkate alınarak plastik şişe üretiminde
kullanılan termoplastiklerden polyester özlü PET ürünlerine odaklanılacaktır.
Denizel plastik atık kitlesinde ağırlıkça %7’lik bir oranda bulunan PET’in, ‘atık malzemelerin özgün
kullanımındakine eşit veya ondan daha yüksek bir değerdeki ürüne dönüştürme işlevi’ olarak adlandırılabilecek ‘ileri
dönüşüm’ olanaklarını araştırmak bu çalışmanın temelini oluşturmaktadır.
Çalışmada ileri dönüşüm yöntemi olarak, tasarımcılara ürünlerinin formlarını belirlerken
özgürlük tanıyan, üç boyutlu yazım teknolojileri yardımıyla işlevselleşen eklemeli imalat yöntemlerinden
Eriyik Filaman Yığılması (EYF) yönteminden yararlanılmıştır. Bu yöntemle bilgisayar destekli olarak
tasarlanmış üç boyutlu formlar, iki boyuttaki katmanlardan oluşacak şekilde üretilebilmektedir. Bir çok
eklemeli imalat yöntemi olmasına karşın EYF yöntemi hem maliyet-etkin olarak, hem de üretime kolay
uyarlanabilirliğiyle ön plana çıkmaktadır. İzmir Körfezi’nden toplanan plastik şişelerin parçalanması,
bunlardan ekstrüzer yardımıyla filaman oluşturulması, atık ürünlerin çekme mukavemeti temelindeki
çevresel bozunmasının saptanması için yapılacak deneylerde kullanılacak numunelerin üç boyutlu
yazıcıda basılması ve çekme deneyleri Dokuz Eylül Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Teknolojisi
Enstitüsü’nün ilgili laboratuvarında gerçekleştirilmiştir.
Deneyler sonucunda PET ürünlerinin mekanik niteliklerinin denizel ortamın etkisiyle %60’a
varan oranda bir bozunmaya uğradığı görülmüştür. Bu bozunmanın giderilmesi ve PET atıktan katma
değeri yüksek ürünlerin eldesi için geliştirilen öneriler, çalışmanın sonucu olarak sunulmuş olup, ayrıca
bir de örnek ürün üretilerek üretim süreci değerlendirmesi de yapılmıştır.