20.500.12556/RUL-183015 Uporabnost raznovrstnih metod termične analize za preučevanje različnih vrst plastike in pripadajoče mikroplastike Applicability of various thermoanalytical methods for analyzing plastics and corresponding microplastics Plastični materiali so zaradi svoje široke uporabnosti med najpogostejšimi viri mikroplastike (MP) v okolju. Kljub obstojnosti in kemijski stabilnosti teh materialov ta nastaja kot posledica mehanske obrabe, razgradnje zaradi izpostavljenosti UV svetlobi in toplotnih obremenitev, pri čemer se sproščajo delci različnih velikosti in kemijskih lastnosti. Razumevanje termičnega obnašanja plastičnih materialov je zato ključno za oceno njihove stabilnosti, mehanizmov razgradnje ter nastajanja hlapnih produktov, ki vplivajo na okolje in zdravje organizmov. V magistrskem delu sem s kombinacijo tehnik termične analize preučevala termične lastnosti treh izbranih plastičnih materialov, katerih glavna sestavina so polimeri: polietilen visoke gostote (HDPE), acetilceluloza (CA) in pnevmatika, ki je kompozit naravne in sintetične gume (NR/SBR/BR). Izbrani materiali predstavljajo pogoste vire MP, saj izvirajo iz odpadnih zamaškov, cigaretnih filtrov in delcev, ki nastanejo z obrabo pnevmatik. S termogravimetrijo (TGA) sem določila temperaturna območja razpada ter primerjala vpliv hitrosti segrevanja, mase vzorca in velikosti delcev na stopnjo razpada. Ugotovila sem, da se mikroplastika razkraja nekoliko drugače kot večji koščki materiala, kar potrjuje vpliv specifične površine na potek razgradnje. Diferenčna dinamična kalorimetrija (DSC) je dopolnila rezultate TGA analize z vpogledom v entalpijo procesov, ki spremljajo razpad v inertni in oksidativni atmosferi. Za določitev kinetičnih parametrov sem uporabila izokonverzijski metodi Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) in Ozawa-Flynn-Wall (OFW), ki omogočata izračun aktivacijskih energij (Ea) pri različnih stopnjah pretvorbe. Pri HDPE so bile vrednosti Ea skozi celoten razpad podobne, medtem ko sta imeli CA in guma bolj kompleksno kinetično razgradnjo, skladno z njuno kemijsko sestavo. Za identifikacijo hlapnih produktov razpada sem uporabila sklopljeni tehniki TGA-FTIR in TGA-IST16-GC-MS. TGA-FTIR je omogočila spremljanje funkcionalnih skupin v nastajajočih plinih, TGA-IST16-GC-MS pa je zagotovila ločevanje in natančnejšo identifikacijo posameznih spojin. S TGA-FTIR sem analizirala vse tri vzorce, medtem ko sem s TGA-IST16-GC-MS analizirala le zelene zamaške in cigaretne filtre. Najizrazitejši signali so bili pri HDPE alifatski ogljikovodiki, pri CA pa ocetna kislina, kar je skladno z njunimi mehanizmi razgradnje. Kombinacija obeh metod se je izkazala kot učinkovita pri razumevanju kemijskih procesov, ki potekajo med termičnim razpadom polimerov. Plastic materials are among the most common sources of microplastics in the environment due to their widespread use. Despite their chemical stability and durability, microplastic particles are generated through mechanical abrasion, UV-induced degradation, and thermal stress, releasing fragments of various sizes and chemical properties. Understanding the thermal behaviour of plastics is therefore essential for assessing their stability, degradation mechanisms, and the formation of volatile products relevant to environmental and health impacts. In this master's thesis, the thermal properties of three plastic-derived materials: high-density polyethylene (HDPE), cellulose acetate (CA), and tyre rubber (NR/SBR/BR composite), were studied using a combination of thermal analysis techniques. These materials were selected as representative sources of microplastics originating from bottle caps, cigarette filters, and tyre wear particles. Thermogravimetry (TGA) was used to determine decomposition temperature ranges and to evaluate the influence of heating rate, sample mass, and particle size on degradation behaviour. Microplastic particles were found to decompose slightly differently from larger fragments, confirming the effect of specific surface area on the degradation process. Differential scanning calorimetry (DSC) complemented TGA by providing insight into the enthalpy changes associated with decomposition in inert and oxidative atmospheres. Activation energies (Ea) were determined using the isoconversional Kissinger–Akahira–Sunose (KAS) and Ozawa–Flynn–Wall (OFW) methods. HDPE exhibited nearly constant Ea values throughout decomposition, whereas CA and rubber showed more complex kinetic behaviour consistent with their chemical composition. Volatile degradation products were identified using TGA-FTIR and TGA-IST16-GC-MS. TGA-FTIR enabled the detection of functional groups in the evolving gases, while TGA-IST16-GC-MS provided detailed identification of individual compounds. TGA-FTIR was used to analyse all three samples, while TGA-IST16-GC-MS was used to analyse HDPE and cigarette filters. The most prominent signals corresponded to aliphatic hydrocarbons for HDPE and acetic acid for CA, in agreement with their known degradation pathways. The combined use of these techniques proved effective in providing insight into the chemical processes occurring during the thermal decomposition of polymers. polimeri plastika mikroplastika termična analiza kemijska kinetika polymers plastic microplastics thermal analysis chemical kinetics true false false Slovenski jezik Angleški jezik Magistrsko delo/naloga 2026-06-01 13:05:03 2026-06-01 13:05:19 2026-06-30 11:00:59 0000-00-00 00:00:00 2026 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 25358 283066883 Kozuh_Zala_-_Uporabnost_raznovrstnih_metod_termicne_analize_za_preucevanje_razlicnih_vrst_plasti.pdf Kozuh_Zala_-_Uporabnost_raznovrstnih_metod_termicne_analize_za_preucevanje_razlicnih_vrst_plasti.pdf 1 53FAE9151B2F9B4E51BB4A0A00FEFF92 7a09ef174f46bbfbc2eee16eb6e263e05fffcd8653e898f8b3bea7c764e9cb05 6bf91005-5da9-11f1-b0ab-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=234799 Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo 0 0 0