پلاستیک سبز چیست؟

پلاستیک سبز (پلیمر سبز) به پلیمرهایی اطلاق می‌شود که با هدف کاهش تأثیرات زیست‌محیطی طراحی و تولید می‌شوند. این مفهوم به طور کلی به دنبال ایجاد پلاستیک‌هایی است که کمتر به محیط زیست آسیب برسانند و به شیوه‌ای پایدارتر تولید و استفاده شوند. این پلیمرها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: پلمیرهای زیستی و پلمیرهای قابل تجزیه زیستی.

پلیمرهای زیستی از منابع طبیعی و تجدیدپذیر مانند ذرت، سیب‌زمینی یا نیشکر تولید می‌شوند. پلیمرهای قابل تجزیه زیستی نیز به گونه‌ای طراحی شده‌اند که پس از استفاده به راحتی در محیط زیست تجزیه شوند. توسعه و استفاده از پلیمر سبز به دلیل مشکلات زیست‌محیطی ناشی از پلیمرهای سنتزی، به ویژه مشکلات مربوط به پسماندها و آلودگی بسیار اهمیت دارد.

ویژگی پلاستیک سبز چیست؟

هدف از توسعه و استفاده از پلیمرهای سبز کاهش وابستگی به منابع نفتی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی‌های پلاستیکی است. یکی از رایج‌ترین پلیمرهای سبز، پلی‌لاکتیک اسید است که از منابع گیاهی مانند نشاسته ذرت یا نیشکر تولید می‌شود.

PLA به دلیل ویژگی‌های زیست‌تخریب‌پذیری و قابلیت تولید از منابع تجدیدپذیر، در تولید محصولات یکبار مصرف مانند ظروف غذا، بطری‌ها و بسته‌بندی‌ها کاربرد دارد. همچنین، PLA به دلیل خصوصیات مکانیکی مناسب، در صنایع مختلف از جمله پزشکی و داروسازی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• منابع تجدیدپذیر

پلیمرهای سبز معمولا از مواد اولیه بیولوژیکی و تجدیدپذیر تولید می‌شوند. به جای استفاده از منابع غیرقابل تجدید مانند نفت خام، این پلیمرها می‌توانند از منابعی مانند نشاسته، سلولز، نیشکر یا روغن‌های گیاهی تولید شوند. این ویژگی کمک می‌کند تا فشار کمتری بر منابع طبیعی غیرقابل تجدید وارد شود.

• قابلیت تجزیه‌پذیری زیستی

یکی از ویژگی‌های بارز پلیمرهای سبز، توانایی آن‌ها در تجزیه‌پذیری زیستی است. این پلیمرها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که پس از استفاده و در معرض شرایط محیطی قرار گرفتن، توسط میکروارگانیسم‌ها مانند باکتری‌ها و قارچ‌ها به مواد غیرضرررسان تبدیل شوند. این ویژگی به کاهش انباشت زباله‌های پلاستیکی و مشکلات زیست‌محیطی مرتبط با آن‌ها کمک می‌کند. پلیمرهای سبز به طور معمول تولید گازهای گلخانه‌ای کمتری در طول فرآیند تولید و استفاده خود دارند. این ویژگی به کاهش تغییرات اقلیمی و کاهش اثرات منفی آن بر محیط زیست کمک می‌کند.

• قابلیت بازیافت و مدیریت پسماند با پلیمر سبز

بسیاری از پلیمرهای سبز به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که قابلیت بازیافت و مدیریت پسماند بهتری دارند. در برخی موارد، پلیمرهای سبز می‌توانند به راحتی در چرخه بازیافت قرار گیرند یا به دلیل تجزیه‌پذیری، مشکلات ناشی از انباشت زباله‌های پلاستیکی را کاهش دهند.

• کاهش مصرف انرژی

تولید پلیمرهای سبز معمولا نیاز به مصرف انرژی کمتری نسبت به تولید پلیمرهای سنتزی دارد. این امر به دلیل استفاده از مواد اولیه تجدیدپذیر و فرآیندهای تولید بهینه است. کاهش مصرف انرژی به کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای و اثرات منفی تغییرات اقلیمی کمک می‌کند.

معروف ترین پلاستیک های سبز را بشناسید.

• پلی اتیلن ترفتالات

این قطعه پلاستیکی با پایه زیستی با نام bio-PET نیز شناخته می‌شود. این ماده از اتانول زیستی نیشکر ساخته شده است و پیشروترین بیوپلاستیک است. بهترین ویژگی این پلیمر این است که می‌تواند جایگزین همتای پتروشیمی خود شود. Bio-PET به طور متوسط شامل ۳۰-۳۵ درصد زیست توده است.

• پلی اتیلن و پلی پروپیلن

نسخه‌های زیستی پلی اتیلن و پلی اتیلن حاوی ۱۰۰ درصد پلی الفین‌های زیست تخریب ناپذیر زیست توده بر پایه بیواتانول هستند. آن‌ها دومین بیوپلاستیک محبوب هستند. این‌ها می‌توانند شامل ظروف سفت و سخت، پوشش‌های مانع، درپوش‌ها، روکش‌های فیلم و سایر محصولات مشابه باشند.

• پلی لاکتیک اسید

پلی لاکتیک اسید ۱۰۰ درصد از زیست توده تشکیل شده و یک پلاستیک زیست تخریب‌پذیر است و می‌توان آن را با استفاده از متداول‌ترین روش‌های پردازش پلیمری تولید کرد. قوی اما شکننده است و برای ساخت ظروف سفت و سخت، پوشش‌های مانع و فیلم استفاده می‌شود. پلاستیک‌های سبز متعدد دیگری مانند پلی هیدروکسی آلکانوات‌ها (PHAs)، استات سلولز (CA) و پلی آمید (PA) وجود دارند که در صنایع مختلف در حال توسعه و اجرا هستند.

مزایای استفاده از پلاستیک سبز چیست؟

• صرفه جویی در منابع سوخت فسیلی
• بیو پلاستیک کاملا واضح و شفاف تر است.
• وابستگی به منابع نفتی را کاهش می دهد.
• امکان دارد گازهای گلخانه ای را تا 35 درصد کاهش دهد.
• قابلیت چاپ متن نوشتاری یا تصویر بر روی محصولات پلاستیکی.
• در محصولات بیو پلاستیک احساس چربی نسبت به پلاستیک معمولی کمتر است.
• فناوری و طراحی جدید همراه با کیفیت بالا را برای محصولات یکبار مصرف به ارمغان می آورد.
• ارزش محصولات جانبی کشاورزی را بالا می برد و به کشاورزان و اقتصاد روستایی و کشاورزی کمک می کند.

معایب پلاستیک سبز چیست؟

۱- مقاومت مکانیکی و حرارتی پایین

بسیاری از پلیمرهای سبز، مانند PLA و PHA، در مقایسه با پلیمرهای سنتی مقاومت مکانیکی و حرارتی کمتری دارند. این معایب ممکن است باعث محدودیت استفاده در برخی از کاربردهای نیازمند مقاومت بالا یا مقاومت در برابر دماهای بالا شود.

۲- سرعت تجزیه پذیری متفاوت

گاهی اوقات سرعت تجزیه پلیمرهای سبز در شرایط مختلف محیطی ممکن است متفاوت باشد و بسته به شرایط زیست‌محیطی، ممکن است زمان بیشتری برای تجزیه کامل نیاز باشد. این موضوع می‌تواند در مواردی که نیاز به تجزیه سریع و یا در شرایط خاص زیست‌محیطی وجود دارد، به عنوان یک معایب مطرح شود.

۳- مشکلات در فرآیندهای تولید

فرآیندهای تولید پلیمرهای سبز ممکن است با چالش‌هایی همچون پایداری فرآیند، کیفیت محصول و هزینه بالا مواجه باشند. به عنوان مثال، تولید PLA نیاز به کنترل دقیق شرایط فرآیند دارد تا به نتایج بهینه برسد که ممکن است به هزینه و زمان بیشتری نسبت به تولید پلیمرهای سنتی منجر شود.

۴- پایداری در شرایط خاص

بعضی از پلیمرهای سبز ممکن است در شرایط خاص زیست‌محیطی، مانند دما و رطوبت بالا، پایداری کمتری داشته باشند. این معایب می‌تواند در برخی از کاربردها نظیر بسته‌بندی و کاربردهای خارج از محیط آزمایشگاهی مهم باشد.

۵- هزینه تولید

با وجود پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های تولید پلیمرهای سبز، هزینه‌های تولید هنوز می‌تواند بالا باشد. این مسئله می‌تواند مانع از تجاری‌سازی گسترده‌تر این پلیمرها شود و به معایب اقتصادی تبدیل شود.

۶- انحلال‌پذیری در محیط‌های خاص

گاهی اوقات پلیمرهای سبز، به خصوص PLA، در محیط‌های خاصی مانند زمین های متخلخل و یا در برخی از محیط های آبی کاملا انحلال پذیر نیستند، که این موضوع می تواند باعث بروز مشکلات زیست محیطی شود.

موارد مصرف و کاربرد پلاستیک سبز چیست؟

۱- بسته‌بندی

یکی از بزرگ‌ترین و مهم‌ترین کاربردهای پلیمرهای سبز در صنعت بسته‌بندی است. پلیمرهای سبز مانند پلی‌لاکتیک اسید (PLA) و پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ها (PHA) به دلیل خواص زیست‌تخریب‌پذیری خود، در تولید بسته‌ بندی‌های یکبار مصرف مانند بطری‌ها، کیسه‌ها، ظروف غذا و بسته‌بندی‌های فیلمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کاربرد به کاهش زباله‌های پلاستیکی و کاهش آلودگی محیط زیست کمک می‌کند.

۲- صنایع پزشکی و داروسازی

پلیمرهای سبز در صنایع پزشکی و داروسازی نیز کاربردهای گسترده‌ای دارند. به عنوان مثال، PLA و پلی‌کاپرولاکتون (PCL) در تولید نخ‌های جراحی، ایمپلنت‌های زیستی و دارورسانی استفاده می‌شوند. این پلیمرها به دلیل زیست‌تخریب‌پذیری و سازگاری با بدن انسان، جایگزین‌های مناسبی برای مواد سنتی هستند و می‌توانند بهبود‌های قابل توجهی در درمان‌ها و فرآیندهای پزشکی ایجاد کنند.

۳- کشاورزی

در صنعت کشاورزی، پلیمرهای سبز به عنوان مواد اولیه برای تولید پوشش‌های کشاورزی، فیلم‌های مالچ و ظروف زیست‌تخریب‌پذیر برای نشا و بذرها استفاده می‌شوند. این کاربردها به کاهش آلودگی ناشی از پلاستیک‌های سنتی در مزارع و بهبود پایداری کشاورزی کمک می‌کنند.

۴- خودروسازی

پلیمرهای سبز در صنعت خودروسازی نیز به کار می‌روند. پلی‌آمیدهای زیستی و پلی‌اتیلن زیستی در تولید قطعات داخلی و خارجی خودروها مانند داشبورد، پوشش‌ها و قطعات تزئینی استفاده می‌شوند. این کاربردها به کاهش وزن خودرو، افزایش بهره‌وری سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کنند.

۵- الکترونیک

پلیمرهای سبز در صنعت الکترونیک به عنوان مواد اولیه برای تولید قطعات الکترونیکی زیست‌تخریب‌پذیر استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، PLA در تولید پوشش‌ها و قطعات الکترونیکی زیست‌تخریب‌پذیر استفاده می‌شود که به کاهش ضایعات الکترونیکی و ارتقای پایداری محیط زیست کمک می‌کند.

کاربرد وسیع پلاستیک سبز در صنعت پزشکی

۱- نخ‌های جراحی زیست‌تخریب‌پذیر

یکی از کاربردهای مهم پلیمرهای سبز در تولید نخ‌های جراحی است. نخ‌های جراحی زیست‌ تخریب‌پذیر از موادی مانند پلی‌لاکتیک اسید (PLA) و پلی‌گلیکولیک اسید (PGA) ساخته می‌شوند. این نخ‌ها پس از انجام جراحی و بستن زخم، به تدریج در بدن تجزیه شده و جذب می‌شوند، بدون اینکه نیازی به برداشتن آنها باشد.

۲- ایمپلنت‌های زیستی

پلیمرهای سبز در تولید ایمپلنت‌های زیستی که به تدریج در بدن جذب می‌شوند، کاربرد دارند.

۳- دارورسانی کنترل شده

پلیمرهای سبز در سیستم‌های دارورسانی کنترل شده نیز به کار می‌روند. این سیستم‌ها با استفاده از پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر، داروها را به طور تدریجی و کنترل شده در بدن آزاد می‌کنند. این روش می‌تواند اثربخشی درمان را افزایش دهد و عوارض جانبی را کاهش دهد.

۴- بافت‌ مهندسی و ترمیم بافت

پلیمرهای سبز در بافت مهندسی و ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده نقش مهمی دارند. از این پلیمرها برای تولید داربست‌های زیستی استفاده می‌شود که به عنوان سازه‌های حمایتی برای رشد و بازسازی بافت‌های جدید عمل می‌کنند. این داربست‌ها پس از تکمیل فرآیند بازسازی، به تدریج در بدن تجزیه می‌شوند. به عنوان مثال، PLA و PCL در تولید داربست‌های استخوانی، غضروفی و پوستی به کار می‌روند.

۵- تولید اعضای مصنوعی و پروتزها

پلیمرهای سبز در تولید اعضای مصنوعی و پروتزهای زیست‌تخریب‌پذیر نیز استفاده می‌شوند. این پروتزها می‌توانند به طور موقت جایگزین بافت‌ها و اعضای بدن شده و پس از مدتی در بدن تجزیه شوند، یا به عنوان سازه‌های دائمی عمل کنند که در طول زمان بدون ایجاد عوارض جانبی در بدن باقی می‌مانند.