Είδη βιοδιασπώμενων πλαστικών και πώς κατασκευάζονται
Πενταχουλουάν
Το συμβατικό πλαστικό έχει γίνει ένας απαραίτητος πόρος στην καθημερινή ζωή, που χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία εφαρμογών, από τη συσκευασία τροφίμων έως τα καταναλωτικά προϊόντα. Ωστόσο, ο αρνητικός αντίκτυπός του στο περιβάλλον έχει ωθήσει την αναζήτηση πιο φιλικών προς το περιβάλλον εναλλακτικών λύσεων, μία από τις οποίες είναι το βιοδιασπώμενο πλαστικό. Το βιοδιασπώμενο πλαστικό είναι ένας τύπος πλαστικού που μπορεί να διασπαστεί από μικροοργανισμούς σε ενώσεις που είναι ακίνδυνες για το περιβάλλον. Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει τους διάφορους τύπους βιοδιασπώμενου πλαστικού που διατίθενται και τον τρόπο κατασκευής τους.
Τύποι βιοδιασπώμενου πλαστικού
1. Πολυγαλακτικό οξύ (PLA)
Το PLA είναι ένα βιοδιασπώμενο πλαστικό που κατασκευάζεται από ανανεώσιμους πόρους, όπως καλαμπόκι ή ζαχαροκάλαμο. Το PLA χρησιμοποιείται συχνά σε μπουκάλια, συσκευασίες τροφίμων, ακόμη και σε νήματα για τρισδιάστατη εκτύπωση. Το PLA μπορεί να αποσυντεθεί σε βιομηχανικά περιβάλλοντα κομποστοποίησης εντός 1-6 μηνών.
2. Πολυυδροξυαλκανοϊκά (PHA)
Το PHA είναι ένας φυσικός πολυεστέρας που παράγεται από μικροοργανισμούς μέσω της ζύμωσης σακχάρων ή λιπιδίων. Το PHA έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής πλαστικών σακουλών, συσκευασιών, ακόμη και ορισμένων ιατρικών εφαρμογών. Το PHA είναι πλήρως βιοδιασπώμενο και μπορεί να αποσυντεθεί τόσο σε θαλάσσιο όσο και σε εδαφικό περιβάλλον.
3. Πλαστικά με βάση το άμυλο
Τα πλαστικά με βάση το άμυλο είναι μείγματα φυσικού αμύλου (συνήθως από καλαμπόκι, πατάτες ή σιτάρι) με συνθετικά ή άλλα βιοδιασπώμενα πλαστικά. Τα πλαστικά με βάση το άμυλο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή τσαντών αγορών, περιτυλίγματος τροφίμων και διαφόρων γεωργικών εφαρμογών.
4. Πολυγλυκολικό οξύ (PGA)
Το PGA είναι ένας τύπος βιοδιασπώμενου πλαστικού που χρησιμοποιείται συχνά σε ιατρικές εφαρμογές, όπως τα βιοδιασπώμενα χειρουργικά ράμματα. Το PGA έχει εξαιρετικές ιδιότητες βιοδιασπασιμότητας και μπορεί να αποσυντεθεί πλήρως μέσα σε μήνες όταν τοποθετηθεί σε υγρό περιβάλλον.
5. Πολυβουτυλενο ηλεκτρικό (PBS)
Το PBS είναι ένας βιοδιασπώμενος πολυεστέρας με μηχανικές και θερμικές ιδιότητες παρόμοιες με τα συμβατικά πλαστικά (όπως το πολυαιθυλένιο). Το PBS χρησιμοποιείται συχνά σε συσκευασίες, σε επιτραπέζια σκεύη μιας χρήσης και σε γεωργικές εφαρμογές. Το PBS μπορεί να αποσυντεθεί στο έδαφος και στο νερό.
6. Πλαστικά με βάση την κυτταρίνη
Τα πλαστικά με βάση την κυτταρίνη κατασκευάζονται από κυτταρίνη, το κύριο συστατικό των κυτταρικών τοιχωμάτων των φυτών. Αυτά τα πλαστικά χρησιμοποιούνται συχνά στην κατασκευή πλαστικών μεμβρανών, επικαλύψεων και διαφόρων εφαρμογών συσκευασίας. Η κυτταρίνη μπορεί να αποσυντεθεί φυσικά μέσα σε μήνες έως χρόνια, ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Πώς να φτιάξετε βιοδιασπώμενο πλαστικό
Η διαδικασία για την κατασκευή βιοδιασπώμενου πλαστικού ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του πλαστικού που παράγεται. Ακολουθούν ορισμένες συνήθεις μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή βιοδιασπώμενου πλαστικού:
Πολυγαλακτικό οξύ (PLA)
1. Εκχύλιση ζάχαρης
Αυτή η διαδικασία ξεκινά με την εξαγωγή ζάχαρης από φυτά όπως το καλαμπόκι ή το ζαχαροκάλαμο. Αυτή η ζάχαρη στη συνέχεια ζυμώνεται από βακτήρια για να παράγει γαλακτικό οξύ.
2. Πολυμερισμός
Το προκύπτον γαλακτικό οξύ στη συνέχεια υποβάλλεται σε μια διαδικασία πολυμερισμού για να σχηματίσει πολυλακτίδιο, το οποίο είναι μια πολυμερική μορφή του PLA.
3. Σχηματισμός τελικού προϊόντος
Το υγρό PLA χύνεται σε καλούπια ή εξωθείται για να σχηματίσει τελικά προϊόντα όπως πλαστικά φύλλα, μπουκάλια ή νήμα για τρισδιάστατη εκτύπωση.
Πολυυδροξυαλκανοϊκά (PHA)
1. Ζύμωση
Μικροοργανισμοί όπως τα βακτήρια αναπτύσσονται σε ένα μέσο ζύμωσης πλούσιο σε άνθρακα, όπως σάκχαρα ή λιπίδια. Αυτοί οι μικροοργανισμοί παράγουν PHA ως ενεργειακό απόθεμα με τη μορφή εγκλεισμάτων μέσα στα κύτταρά τους.
2. Εκχύλιση και Καθαρισμός
Στη συνέχεια, το PHA εξάγεται από τους μικροοργανισμούς και καθαρίζεται για την απομάκρυνση συστατικών που δεν είναι PHA.
3. Σχηματισμός τελικού προϊόντος
Αυτό το μείγμα PHA υποβάλλεται στη συνέχεια σε περαιτέρω επεξεργασία σύμφωνα με τις βιομηχανικές ανάγκες, για παράδειγμα, μετατρέπεται σε πλαστικές σακούλες ή υλικά συσκευασίας.
Πλαστικά με βάση το άμυλο
1. Εκχύλιση αμύλου
Το άμυλο εξάγεται από φυσικές πηγές όπως καλαμπόκι, πατάτες ή σιτάρι.
2. Ανάμειξη με άλλα πλαστικά
Το εκχυλισμένο άμυλο αναμειγνύεται στη συνέχεια με άλλα βιοδιασπώμενα πλαστικά ή συνδετικά μέσα, με αποτέλεσμα ένα σύνθετο υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μια ποικιλία εφαρμογών.
3. Σχηματισμός τελικού προϊόντος
Αυτό το σύνθετο υλικό στη συνέχεια διαμορφώνεται μέσω μιας διαδικασίας χύτευσης ή εξώθησης σε ένα τελικό προϊόν, όπως μια τσάντα αγορών ή ένα περιτύλιγμα τροφίμων.
Πολυγλυκολικό οξύ (PGA)
1. Πολυμερισμός γλυκολιδίων
Η PGA παράγεται μέσω του πολυμερισμού γλυκολιδίων, τα οποία είναι διεστέρες γλυκολικού οξέος.
2. Καθαρισμός
Μετά τον πολυμερισμό, το PGA κρυσταλλώνεται και καθαρίζεται για την απομάκρυνση υπολειμματικών αντιδραστηρίων και υπολειμμάτων από τη διαδικασία πολυμερισμού.
3. Σχηματισμός τελικού προϊόντος
Το έτοιμο προς χρήση PGA μπορεί στη συνέχεια να διαμορφωθεί σε τελικά προϊόντα όπως βιοδιασπώμενα χειρουργικά ράμματα ή άλλα υλικά ιατρικών εμφυτεύσεων.
Ηλεκτρικό πολυβουτυλένιο (PBS)
1. Πολυμερισμός
Το PBS παρασκευάζεται από τον συμπολυμερισμό ηλεκτρικού και βουτανδιολης μέσω μιας συμβατικής διαδικασίας πολυμερισμού.
2. Καθαρισμός
Μετά τον πολυμερισμό, το PBS καθαρίζεται για την απομάκρυνση υπολειμματικών μονομερών και καταλυτών.
3. Σχηματισμός τελικού προϊόντος
Το καθαρό PBS μπορεί να εξωθηθεί ή να χυτευθεί για την παραγωγή τελικών προϊόντων όπως μαχαιροπίρουνα μιας χρήσης ή πλαστικές μεμβράνες.
Πλαστικά με βάση την κυτταρίνη
1. Εκχύλιση κυτταρίνης
Η κυτταρίνη εξάγεται από φυσικές πηγές όπως το ξύλο ή το βαμβάκι.
2. Χημική Τροποποίηση
Η εκχυλισμένη κυτταρίνη στη συνέχεια τροποποιείται μέσω χημικών διεργασιών όπως η εστεροποίηση ή η αιθεροποίηση για να βελτιωθούν οι ιδιότητές της ως πλαστικό.
3. Σχηματισμός τελικού προϊόντος
Η τροποποιημένη κυτταρίνη χρησιμοποιείται τελικά στην κατασκευή τελικών προϊόντων μέσω χύτευσης ή εξώθησης.
Συμπέρασμα
Τα βιοδιασπώμενα πλαστικά προσφέρουν μια πιο φιλική προς το περιβάλλον λύση από τα συμβατικά πλαστικά, με μια ποικιλία τύπων και μεθόδων παραγωγής προσαρμοσμένων σε διάφορες εφαρμογές. Κατανοώντας τους τύπους βιοδιασπώμενων πλαστικών και τις μεθόδους παραγωγής τους, ελπίζουμε ότι μπορούμε να επιλέγουμε και να χρησιμοποιούμε πλαστικά προϊόντα με μεγαλύτερη σύνεση για να διατηρήσουμε το περιβάλλον.
Referensi
– Leja, K., & Lewandowicz, G. (2010). Βιοαποικοδόμηση πολυμερών και βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή—μια ανασκόπηση. Πολωνικό Περιοδικό Περιβαλλοντικών Μελετών, 19(2), 255-266.
– Shah, A. A., Hassan, F., Hameed, A., & Ahmed, S. (2008). Βιολογική αποικοδόμηση πλαστικών: Μια ολοκληρωμένη ανασκόπηση. Biotechnology advances, 26(3), 246-265.
