پلاستیک های بیولوژیک

پلاستیک های بیولوژیک

فرمت: pdf   تعداد صفحات: 13

مقدمه

یکی از رویکردهای اصلی در کاهش اثرات نامطلوب پسماندهای پلاستیکی متعارف، جایگزینی این مواد با پلاستیک های قابل تجزیه بیولوژیکی است. بیوپلاستیک ها معمولا از منابع تجدید پذیر گیاهی مانند چربی، روغن گیاه، نشاسته ذرت، نشاسته نخود و منابع میکروسکوپی نشات می گیرند در حالی که پلاستیک های متعارف معمولا از منابع فسیلی و بطور عمده از منابع نفتی تولید می شوند. پلاستیک های بیولوژیکی معمولا به شکلی ساخته می شوند که در محیط طی فرایندهای بیولوژیکی هوازی و یا بی هوازی تجزیه شوند اما این به آن معنی نیست که تمام پلاستیک های با پایه بیولوژیکی به آسانی در محیط تجزیه شده و از بین می روند پس ارزیابی طول عمر محصول در مورد پلاستیک های بیولوژیکی امری انتخابی نیست، اشتباهی که بسیار شایع است.

پلاستیک های بیولوژیکی

کاربرد پلاستیک های بیولوژیکی در صنایع محدودیت های فنی زیادی دارد و در بسیاری از صنایع نمی توان این مواد را جایگزین پلاستیک های مصنوعی کرد، جدا از مسائل و مشکلات فنی در این حوزه، مشکل تامین منابع مورد نیاز برای اجرای این هدف بسیار جدی است چرا که برای تولید ۱ کیلوگرم پلاستیک لاکتیک اسید به ۲٫۶۵ کیلوگرم نشاسته ذرت نیاز داریم اگر بخواهیم کل پلاستیک مصرفی حال حاضر دنیا یعنی ۲۷۰ میلیون تن در سال را از این طریق تامین کنیم به بیش از ۷۰۰ میلیون تن ذرت نیاز داریم که تامین این مقدار ماده اولیه می تواند علاوه بر بحران مواد غذایی موجب جنگل زدایی، تولید گازهای گلخانه ای متان و دی اکسید کربن و سایر مشکلات می شود اما می توان با برنامه ریزی های کاربردی بخشی از نیاز انسان به مواد پلاستیکی را از این طریق تامین کرد. پلاستیکهای قابل تجزیه بیولوژیکی بطور کلی از دو دسته اصلی تشکیل شده اند:

الف: پلاستیک های دارای ماده اولیه قابل تجزیه

ب: پلاستیک های شیمیایی نفتی با افزودن مواد قابل تجزیه

در کل پلی استرهای آئروماتیک در برابر تجزیه بیولوژیکی بسیار مقاوم هستند اما پلی استرهای آلفياتیک به علت داشتن باندهای استرهای تجزیه پذیر در بسیاری موارد قابل تجزیه بیولوژیکی هستند نمونه های از پلاستیک قابل تجزیه بیولوژیکی به شرح زیر است:

• محصولات طبیعی مانند پلی هیدروکسی الكانوئات (PHAs) مانند پلی هیدروکسی بوترات (PHB)، پلی هیدروکسی والرات (PHV) و پلی هیدروکسی هگزانوئات (PHH)
• منابع تجزیه پذیر مانند پلی لاکتیک اسید (PLA)
• منابع سنتتیک مانند پلی بوتیلن ساسیانات (PBS) و پلی کاپرولاکتون (PCL)
• پلی انیدرید، پلی ونیل الکل، استات سلولز، سلولز استر و نیتروسلولز

انواع پلاستیک های بیولوژیکی

پلاستیک های قابل تجزیه بیولوژیکی از نظر فرمول شیمیایی و منشا تولید مطابق با الگوی زیر دسته بندی می شوند:

• پلاستیک های نشاسته ای
• پلاستیک های سلولزی
• پلاستیک های الیفاتیک
  • پلی هیدروکسی آلکانوآت
  • پلی لاکتیک اسید
  • پلی هیدروکسی بوتیرات
• پلی آمید
• بیوپلی اتیلن
• بیوپلاستیک های اصلاح شده

پلاستیک های نشاسته ای

حدود ۵۰ درصد پلاستیکهای بیولوژیکی از نوع پلاستیکهای گرمانرم نشاسته ای است مواد نشاسته ای خالص به علت توانایی جذب رطوبت محیط در تولید کپسول های دارو در صنعت داروسازی کاربرد دارد اما با افزودن مواد دیگر نوع و کاربری نشاسته عوض می شود مثلا با اضافه کردن مواد نرم کننده و پلاستیکی مانند سوربیتول و گلسیرین به نشاسته می توان پلاستیک های گرمانرم نشاسته ای تولید کرد با اضافه کردن سایر مواد افزودنی و اصلاح کننده می توان پلاستیک های طبیعی برای کاربردهای مختلف تولید کرد. با ترکیب پلاستیک های پایه نشاسته با پلی استرهای تجزیه پذیر موادی مانند پلی کربنات نشاسته ای و اکوفلکس نشاسته ای تولید می شود که قابلیت تجزیه پذیری و کمپوست شده دارد اما با یک رویکرد دیگر ترکیب پلی الفین ۱۳ نشاسته ای به خوبی در محیط تجزیه نمی شود اما در مقایسه با پلاستیک های نفتی از مقدار کربن کمتری برخوردار است.

پلاستیک های سلولزی

این نوع از بیوپلاستیک ها بطور عمده از استرهای سلولزی مانند استات سلولز و نیتروسلولز و همچنین از مشتقات آنها مانند سلولوئید هستند.

پلاستیک های الیفاتیک

پلی استرهای بیولوژیکی الیفاتیک شامل پلی هیدروکسی آلكانوئات (PHA) مانند پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) پلی هیدروکسی والرات (PHV) و پلی هیدروکسی هگزانوئات (PHH) هستند دو گروه عمده پلی استر های الیفاتیک شامل PLA و PHB می باشد.

پلی هیدروکسی آلكانوآت

پلی هیدروکسی آلكانوئات یک پلی استر خطی است که در طبیعت از تخمیر بیولوژیک شکر و یا لیپید تولید میشود. در تولید صنعتی این مواد طی فرایند ایجاد شرایط مساعد برای باکتری های تخمیر کننده شکر و استخراج و تصفیه مواد بدست آمده تولید می شود. بیش از ۱۵۰ مونومر از این نوع مواد می توانند محصولات با خصوصیات متفاوت ایجاد نمایند. این مواد خصوصیات کشسانی بیشتر و خاصیت الاستیکی کمتری نسبت به سایر پلاستیک ها داشته و کاملا قابل تجزیه بیولوژیکی هستند و کاربرد فراوانی در صنایع پزشکی دارند.

پلی لاکتیک اسید

پلی لاکتیک اسید یک پلاستیک شفاف است که از ذرت و یا دکستروز ساخته می شود این نوع پلاستیک ها علاوه بر اینکه می توانند خصوصیات پلاستیک های متعارف مانند پلی اتیلن، پلی استایرن و پت رو داشته باشند می توان از آنها در ساخت اقلام و تجهیزات نیز استفاده کرد. پلی لاکتیک اسید و مشتقات آن برای مصارف متنوع در صنایع مختلف مانند به تولید کانتینر و جعبه، تولید بطری و ظروف و تولید فیبر و ورقه پلاستیکی و … مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از کاربردهای محیط زیستی این مواد استفاده از آنها به عنوان مالش ورقه ای برای کنترل فرسایش خاک، بهره وری آبیاری و کاهش آلودگی هوا است.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ایجاد باکتری نوترکیب اشریشیاکلی جهت تولید پلاستیک زیست تخریب پذیر