آشنایی با پلاستیک زیست تخریب پذیر

پلاستیک های زیست تخریب پذیر نوعی از پلاستیک ها هستند که می‌توانند توسط ارگانیسم های زنده مانند میکروب ها و در محیط های همانند آب، کربن دی اکسید یا زیست توده تجزیه شوند. معمولا می توان پلاستیک های یاد شده را توسط مواد خام و یا میکروارگانیسم ها و یا مواد شیمیایی نفتی و یا ترکیب هایی از تمام موارد یاد شده به صورت مجدد تولید کرد.

به طور کلی مواد پلاستیکی به گونه ای مهندسی شده اند که پایداری زیادی داشته باشند. ممکن است متوجه شده باشید که انواعی از مواد پلاستیکی پس از مدتی تیره و یا زرد رنگ می شوند. به همین دلیل تولید کنندگان مواد پایدار کننده بیشتری را به این ترکیبات اضافه میکنند تا عمر ان را طولانی تر کنند. از انجایی که جامعه امروزی همچنان تمرکز خود بر حفاظت از محیط زیست را افزایش میدهد، تولید کنندگان پلاستیکهایی را می سازند که با سرعت بیشتری در طبیعت نابود شوند.

آشنایی با انواع پلاستیک های زیست تخریب پذیر

۱. پلاستیک های زیستی:

 پلاستیک هایی که به صورت بیولوژیکی و یا زیستی به دست می‌آیند، با نام بیوپلاستیک و یا پلاستیک های زیست محور نیز شناخته می شوند و این مواد معمولاً از منابع طبیعی گرفته می شوند مانند گیاهان، حیوانات یا موجودات بسیا ر ریز.

۲.پلی هیدروکسی الکانوات:

 این مواد یکی از دسته های پلاستیک زیست تخریب پذیر را تشکیل می‌دهند و معمولا توسط انواعی از موجودات بسیار ریز به وجود می آیند. پلی هیدروکسی آلکانوات ها دارای دسته های متفاوتی می باشند که از آن جمله می توان به اشاره کرد. در صورتی که موجودات ریز یاد شده از تعدادی از منابع غذایی اصلی مانند فسفر، نیتروژن و اکسیژن محروم شوند و در معرض مقدار بسیار فراوانی از منابع کربنی قرار بگیرند، سنتز زیستی این ماده امکانپذیر خواهد شد. مواد یاد شده را به طور کلی می توان در دو دسته قرار داد: نوع اول scl-PHA است که از اسیدهای چرب هیدروکسی با زنجیره های کوتاه گرفته می شود که دارای ۳ تا ۵ اتم کربن هستند و این مواد توسط تعداد زیادی از باکتری ها ترکیب می شوند. نوع دوم mcl-PHA است که از اسیدهای چرب هیدروکسی با زنجیره های به اندازه متوسط گرفته می شود که دارای ۶ تا ۱۴ تا کربن در زنجیره خود می باشند.

۳. پلی لاکتیک اسید:

 پلی لاکتیک اسید نوعی پلی استر الیفاتیک ترمو پلاستیک است که از زیست توده های تجدیدپذیر گرفته می شود مانند خمیر ذرت، نیشکر، ارد مانیوک و چغندر قند. در سال ۲۰۱۰ پلی لاکتیک اسید به عنوان نوعی از پلاستیک های زیستی شناخته شد که دومین بیشترین حجم مصرف در دنیا را دارند. بنابر استانداردهای اروپایی و آمریکایی این مواد می‌توانند در طبیعت به کود تبدیل شوند ولی زیست تخریب پذیر نمی باشند زیرا امکان زیست تخریب پذیری در شرایطی خارج از محیط مصنوعی کمپوست را ندارند.

۴. ترکیبات نشاسته‌ای:

ترکیبات نشست‌های نوعی از پلیمرهای ترموپلاستیک می‌باشند که از ترکیب مواد نشاسته ای با  مواد نرم کننده به وجود می آید. از آنجایی که پلیمرهای نشاسته ای خود در دمای اتاق حالت شکننده دارند از مواد نرم کننده در ترکیب با آنها و در فرآیند هایی به نام ژلاتین سازی نشاسته استفاده میشود تا حالت بلورین این ترکیبات را افزایش دهد. اگرچه تمام پلیمرهای نشاسته‌ای خاصیت زیست تخریب پذیری دارند ولی این ویژگی در خصوص مواد نرم کننده صدق نمی کند و به همین دلیل میزان زیست تخریب پذیری مواد نرم کننده می تواند نشان دهنده امکان وجود این خواص برای ترکیبات نشاسته ای  باشد. از این نوع ترکیب ها می‌توان به ترکیب نشاسته و پلی لاکتیک اسید یا نشاسته و پلی کاپرولاکتون و سایر موارد اشاره کرد. سایر ترکیبات موجود مانند نشاسته و پلی اولفین ها خاصیت زیست تخریب پذیر ندارند.

۵.پلاستیک های سلولوز محور:

 پلاستیک های زیستی سلولوزی در واقع استرهای سلولزی (شامل سلولز استات و نیتروسلولز) و مشتقاتی میباشند که سلولیت را نیز در خود جای میدهند. می توان سلولز را با صرف هزینه بسیار به نوعی ترموپلاستیک تبدیل کرد. در این مورد میتوان به سلولز استات اشاره کرد که هزینه بسیار داشته و بنابراین به مقدار بسیار کمی برای بسته بندی به کار برده می شود.

 مطالعه کنید: خرید گالن 5 لیتری سفید صنعتی

 ۶. ترکیبات پلیمری لیگنین محور:

ترکیبات پلیمری لیگنین محور نوعی پلیمر آروماتیک طبیعی هستند که قابلیت تجدید در محیط زیست را دارند و همچنین از خواص پلاستیک زیست تخریب پذیر برخوردار می باشند. در طی روند تولید کاغذ، اتانول و سایر موارد می‌توان لیگنین را به عنوان محصول جانبی از پلی ساکاریدی به دست آورد که از مواد گیاهی گرفته می شود. ماده یاد شده به مقدار فراوان موجود می باشد و همچنین گزارش ها نشان می دهد که سالانه ۵۰ میلیون از خمیر شیمیایی  این ماده تولید می‌شود.

این ترکیبات پلیمری بسیار کاربردی می باشند زیرا علاوه بر آنکه سبک وزن هستند به خوبی می‌توانند در مقایسه با سایر جایگزین‌های خود با محیط اطراف سازگار شوند. در فرایند تولیدی سایر پلاستیک های زیست تخریب پذیر مانند پلی اتیلن ترفتالات نیز کربن دی اکسید به همراه آب عنوان ماده‌ای اضافی آزاد می‌شود. لیگنین در مقایسه با سایر مواد شیمیایی حاضر ویژگی های بهتری دارد مانند گروه‌های وظیفه واکنشی، توانایی تغییر شکل آنها به فیلم ها، درصد بالای کربن و همچنین تنوع در ارتباط با انواع مواد شیمیایی استفاده شده با  پلاستیک ها.

علاوه بر آن ماده یاد شده حالتی پایدار داشته، دارای حلقه های آروماتیک می باشد و همچنین خاصیت ارتجاعی و چسبندگی دارد که به خوبی می تواند در فاز مایع به سادگی جریان یابد. پلیمر یاد شده به تنهایی خاصیت ضد میکروبی دارد و به همین دلیل می‌تواند بر اساس استانداردهای موجود به یکی از پلاستیک های مهم تبدیل شود. لیگنین در حجم بسیار بالا تولید می شود و هم اکنون نیز برای استفاده به عنوان نوعی پلیمر سازگار با محیط زیست در دسترس می باشد.

۷.پلاستیک های نفت محور:

پلاستیک های  نفت محور انواعی از مواد پلاستیکی هستند که از مواد شیمیایی نفتی گرفته می‌شوند و منشاء اصلی این مواد نیز نفت خام فسیلی، زغال سنگ و گاز طبیعی است. انواع از پلاستیک های نفت محور همانند پلی اتیلن ترفتالات، پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استر نیز جز مواد زیست تخریب پذیر به حساب نمی آیند.

۸. پلی گلیکولیک اسید:

 پلی گلیکولیک اسید نوعی پلیمر ترموپلاستیک و یک پلی استر آلیفاتیک است. از آنجایی که این ماده یکی از پلیمرهای زیست تخریب پذیر به حساب می‌آید، معمولاً در تولید محصولات پزشکی به کار برده می شود. پیوند های استری موجود در ساختار اصلی پلی گلیکولیک اسید باعث می شود تا این ماده نوعی ناپایداری آب کافتی داشته باشد. ماده یاد شده از طریق هیدرولیز می‌تواند به مونومرهای غیرسمی گلیکولیک اسید تبدیل شود.

۹. پلی بوتیلن ساکسینات:

این ماده نوعی رزین پلیمری ترموپلاستیک است که می توان خواص آن را با پروپیلن مقایسه نمود. رزین یادشده در تولید بسته بندی مواد غذایی و مواد آرایشی کاربرد دارد و همچنین در حوزه کشاورزی به عنوان روشی برای خاک پوشانی به کار برده می شود.

۱۰. پلی کاپرولاکتون:

 عنوان یک ماده زیستی کشت پذیر از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا هیدرولیز پیوندهای اصلی در این ماده باعث بروز خواص زیست تخریب پذیر می‌شود.

۱۱.پلی وینیل الکل:

پلی وینیل الکل یکی از معدود پلیمرهای زیست تخریب پذیر وینیلی است که می تواند در آب حل شود. از آنجایی که پلیمر یاد شده قابلیت انحلال در آب را به عنوان یک محلول بی ضرر و ارزان قیمت دارد در حوزه‌های متفاوتی به کار برده می شود که از آن جمله می توان به بسته بندی مواد غذایی، پوشش پارچه‌ای، پوشش کاغذ و محصولات حوزه پزشکی اشاره کرد.

زیست تخریب پذیر به چه معناست؟

اول از همه، شما باید بدانید که کلمه زیست تخریب پذیر به چه معناست. زیست تخریب پذیری نامی است که که در آن محصولات و مواد خاصی در اثر عمل ارگانیسم های بیولوژیکی خاص تجزیه می شوند. در میان موجودات بیولوژیکی که می توانند مواد را تجزیه کنند می توان به باکتری ها، قارچ ها، جلبک ها، حشرات و … اشاره کرد که معمولاً این موجودات زنده از موادی برای تولید انرژی و سایر ترکیبات مانند بافت ها، موجودات و اسیدهای آمینه استفاده می کنند.

هیچ پلاستیکی نمی تواند وجود داشته باشد که بتواند خود به خود تجزیه شود، فرآیند تجزیه پلاستیک خیلی طول می کشد و در نهایت با همان مشکل انباشت زباله مواجه می شویم.

اگر بتوان آن را توسط محیط زیست و موجودات زیستی ساکن در اکوسیستم تجزیه کرد، می‌توان گفت که یک محصول زیست تخریب‌پذیر است. می توان گفت پلاستیک زیست تخریب پذیر پلاستیکی است که از مواد اولیه مختلفی که کاملا تجدیدپذیر هستند تولید می شود.

مواد اولیه طبیعی تولید پلاستیک زیست تخریب پذیر

این مواد خام عبارتند از گندم، ذرت، نشاسته ذرت، سیب زمینی،  روغن سویا یا کاساوا. با توجه به شیوه تولید، پلاستیک ها زیست تخریب پذیر هستند. این بدان معنی است که می توان آن را به شکل کودهای آلی مفید برای خاک به چرخه طبیعی وارد کرد. ما نه تنها ماده ای به دست می آوریم که محیط زیست را آلوده نمی کند، بلکه برای محیط زیست نیز مفید است. زمان تجزیه پلاستیک های زیست تخریب پذیر بسیار کم تر از پلاستیک های معمولی است.

موارد مصرف و کاربرد پلاستیک زیست تخریب پذیر

• بسته‌بندی مواد‌غذایی

تولیدکنندگان می‌توانند بسته‌بندی مواد‌غذایی زیست تخریب‌پذیر را از طیف وسیعی از اقلام، از محصولات جانبی پنیر گرفته تا پوسته بادام، بسازند. محصولات پلاستیکی متداول زیست تخریب‌پذیر شامل ظروف بیرونی، کیسه‌های حمل و فنجان‌های قهوه هستند.

• ظروف یکبار مصرف

بشقاب‌ها، فنجان‌ها و ظروف پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر را به راحتی در بازار پیدا می‌کنید. برخی بافت کاغذ یا مقوا دارند در حالی که برخی دیگر مانند پلاستیک سنتی نرم‌تر هستند.

• کیسه‌های پلاستیکی

کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر زیادی در گردش هستند، از‌جمله کیسه‌های خرید، کیسه‌های تولیدی و سایر کیسه‌های یکبار مصرف.

• بسته‌بندی آجیل

در حالی که بسته‌بندی سنتی آجیل‌ها از پلی‌استایرن غیرقابل تجزیه زیستی ساخته می‌شد، در حال حاضر بسیاری از آجیل‌های بسته‌بندی مبتنی بر نشاسته در دسترس هستند که زیست تخریب‌پذیر هستند.

• گلدان‌های گیاهی

 بسیاری از شرکت‌ها اکنون گیاهان خود را در ظروف زیست تخریب‌پذیر بسته‌بندی می‌کنند، به این معنی که بسته‌بندی را می‌توان مستقیما در زمین کاشت و به‌طور طبیعی در خاک تجزیه می‌شود.

• محصولات پزشکی

بسیاری از مواد پزشکی مانند بخیه‌های جراحی و پانسمان‌های زخم از مواد زیست تخریب‌پذیر ساخته شده‌اند، بنابراین به‌طور طبیعی بدون نیاز به روش تهاجمی برای برداشتن مواد پس از بهبودی بیمار، تجزیه می‌شوند.

مزایای استفاده از پلاستیک های زیست تخریب پذیر

• کاهش آلودگی محیط زیست

پلاستیک‌های تخریب‌پذیر به طبیعت تجزیه می‌شوند و بدون ترکیب مضر به محیط زیست بازمی‌گردند.

• کاهش وابستگی به منابع نفتی

بسیاری از پلاستیک‌های معمولی از منابع نفتی تولید می‌شوند، اما پلاستیک‌های تخریب‌پذیر معمولاً از منابع گیاهی تولید می‌شوند.

• انگیزه به بازیافت

پلاستیک‌های تخریب‌پذیر باعث افزایش بازیافت پلاستیک‌ها می‌شوند.

• زیست تخریب‌پذیر

پلاستیک‌های تخریب‌پذیر به طور طبیعی تجزیه می‌شوند و بر خلاف پلاستیک‌های تجزیه‌ناپذیر، موجب آلودگی محیط زیست نمی‌شوند.

• کم‌ترین اثرات منفی بر محیط زیست

 استفاده از پلاستیک‌های تخریب‌پذیر منجر به کاهش آلودگی محیط زیست و کم‌ترین اثرات منفی ممکن می‌شود.

معایب استفاده از پلاستیک های زیست تخریب پذیر

• کارایی نسبی

تاکنون پلاستیک‌های تخریب‌پذیر نه به مراتب انعطاف‌پذیرتر و نه به مقدار زیادی مقاوم هستند.

• نیاز به شرایط خاص

برای تجزیه بهتر پلاستیک‌های تخریب‌پذیر نیاز به شرایط خاصی مثل حرارت و رطوبت دارند.

• هزینه بالاتر تولید

تولید پلاستیک‌های تخریب‌پذیر معمولا هزینه بیشتری دارد که ممکن است به قیمت محصولات نیز افزوده شود.

• نیاز به شرایط خاص برای تجزیه

برای تجزیه پلاستیک‌های تخریب‌پذیر به شرایط خاصی نیاز دارد که ممکن است در برخی مکان‌ها ایجاد مشکل کند.

نتیجه گیری

پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر و کمپوست‌پذیر اغلب از منابع زیستی مانند جلبک دریایی، چغندر قند یا سایر گیاهان به‌جای سوخت‌های فسیلی ساخته می‌شوند. در این صورت، و در صورت تامین مسئولانه، این مواد می‌توانند مزایای زیست محیطی را ارائه دهند.پلاستیک زیست تخریب‌پذیر و قابل کمپوست به تنهایی نمی‌تواند بحران آلودگی پلاستیک را حل کند.

اهرم‌های زیادی وجود دارد که باید برای کاهش و استفاده مجدد از پلاستیک و تغییر به اقتصاد چرخه‌ای کشیده شوند. در واقع، ما حتی نمی‌توانیم بر این فرض تکیه کنیم که این مواد در صورت تبدیل شدن به زباله به محیط زیست آسیب نخواهند زد.

همه پلاستیک‌ها از‌جمله انواع زیست تخریب‌پذیر و کمپوست‌پذیر باید جمع‌آوری شده و با سیستم‌های بازیابی مناسب جفت شوند، به طوری‌که مواد در حلقه و خارج از طبیعت باقی بمانند.