انواع پلاستیکهای سازگار با محیط زیست و نحوه تولید آنها
پلاستیک به بخش جداییناپذیر زندگی مدرن تبدیل شده است. با این حال، تأثیر آن بر محیط زیست ویرانگر است. پلاستیکهای مبتنی بر نفت معمولی صدها تا هزاران سال طول میکشد تا تجزیه شوند، اقیانوسها و خاک را آلوده میکنند و حیات وحش را تهدید میکنند. بنابراین، محققان و صنعتگران سخت تلاش کردهاند تا جایگزینهای سازگارتر با محیط زیست پیدا کنند. در زیر برخی از انواع پلاستیکهای سازگار با محیط زیست که توسعه یافتهاند و نحوه تولید آنها آورده شده است.
۱. پلیاتیلن ترفتالات بازیافتی (PET).
شرح
پلی اتیلن ترفتالات، که معمولاً با نام PET شناخته میشود، نوعی پلاستیک است که معمولاً در بطریهای نوشیدنی و بستهبندی مواد غذایی استفاده میشود. نوآوریهای متعدد در بازیافت PET، امکان استفاده مجدد از این ماده را فراهم کرده و باعث کاهش ضایعات و نیاز به مواد اولیه جدید شده است.
روش تولید
فرآیند بازیافت PET معمولاً شامل مراحل زیر است:
۱. جمعآوری و دستهبندی: ضایعات پلاستیکی PET بر اساس رنگ و تمیزی جمعآوری و دستهبندی میشوند.
۲. شستشو: PET برای از بین بردن کثیفی و آلودگیها شسته میشود.
۳. خرد کردن: PET تمیز به تکههای کوچک یا سنگ معدن پلاستیک خرد میشود.
۴. اکستروژن: پرکهای PET ذوب شده و به صورت گلولههای پلاستیکی جدید آماده استفاده، اکسترود میشوند.
PET بازیافتی (rPET) اغلب برای ساخت بطریهای نوشیدنی، الیاف برای منسوجات و انواع محصولات دیگر مورد استفاده مجدد قرار میگیرد.
۲. پلیلاکتید (PLA)
شرح
پلیلاکتید یا PLA یک بیوپلاستیک است که از منابع تجدیدپذیر مانند ذرت، سیبزمینی یا چغندرقند ساخته میشود. PLA به دلیل زیستتخریبپذیریاش، یکی از پرکاربردترین انواع بیوپلاستیک است.
روش تولید
تولید PLA شامل چندین مرحله است:
۱. استخراج قند: کربوهیدراتها از مواد خام مانند ذرت استخراج و تخمیر میشوند تا اسید لاکتیک تولید شود.
۲. پلیمریزاسیون: سپس اسید لاکتیک از طریق فرآیند پلیمریزاسیون، زنجیرههای بلندی از پلیلاکتید را تشکیل میدهد.
۳. شکلدهی: PLA حاصل میتواند از طریق فرآیندهای اکستروژن، قالبگیری تزریقی یا ترموفرمینگ به اشکال مختلفی تبدیل شود.
PLA در کاربردهای متنوعی مانند بستهبندی مواد غذایی، کارد و چنگال یکبار مصرف و کیسههای پلاستیکی زیستتخریبپذیر استفاده میشود.
۳. پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA)
شرح
پلیهیدروکسیآلکانواتها (PHAها) بیوپلاستیکهایی هستند که توسط باکتریها از طریق تخمیر مواد آلی تولید میشوند. PHAها به دلیل داشتن خواصی مشابه پلاستیکهای معمولی اما زیستتخریبپذیر بودن در محیط، بسیار جذاب هستند.
روش تولید
تولید PHA شامل چندین مرحله است:
۱. تخمیر باکتریایی: باکتریهای خاصی با منبع کربنی مانند روغن گیاهی یا اسیدهای چرب تغذیه میشوند.
۲. تشکیل PHA: باکتریها منبع کربن را به PHA تبدیل میکنند که به صورت گرانول در سلولهای باکتریایی جمع میشود.
۳. استخراج و خالصسازی: PHA از سلولهای باکتریایی استخراج و خالصسازی میشود تا پلیمر مورد نظر به دست آید.
PHA در کاربردهای متنوعی از جمله بستهبندی مواد غذایی، دستگاههای پزشکی زیستتخریبپذیر و سایر محصولات یکبار مصرف استفاده میشود.
۴. بیوپلیاتیلن (بیوپیای)
شرح
بیوپلیاتیلن یا Bio-PE نوعی از پلیاتیلن است که از مواد اولیه تجدیدپذیر مانند نیشکر ساخته میشود. Bio-PE همان خواص پلیاتیلن معمولی را دارد اما ردپای کربن کمتری دارد.
روش تولید
تولید بیوپلیاتیلن شامل چندین مرحله است:
۱. استخراج شکر: شکر از نیشکر یا گیاهان دیگر استخراج میشود.
۲. تخمیر: شکر برای تولید اتانول تخمیر میشود.
۳. آبزدایی: اتانول از طریق فرآیند آبزدایی به اتیلن تبدیل میشود.
۴. پلیمریزاسیون: سپس اتیلن به پلی اتیلن پلیمریزه میشود.
مانند پلیاتیلن معمولی، بیو-پلیاتیلن در طیف وسیعی از کاربردها از جمله بستهبندی مواد غذایی، کیسههای پلاستیکی و قطعات صنعتی استفاده میشود.
۵. سلولز استات
شرح
استات سلولز پلاستیکی است که از سلولز، جزء اصلی دیوارههای سلولی گیاهان، مشتق شده است. این پلاستیک دهههاست که مورد استفاده قرار میگیرد و به دلیل زیستتخریبپذیریاش شناخته شده است.
روش تولید
تولید استات سلولز شامل چندین مرحله است:
۱. استخراج سلولز: سلولز از منابع گیاهی مانند چوب یا پنبه استخراج میشود.
۲. استیلاسیون: سپس سلولز از طریق فرآیند استیلاسیون با استفاده از اسید استیک به سلولز استات تبدیل میشود.
۳. شکلدهی: استات سلولز حاصل را میتوان از طریق قالبگیری تزریقی یا سایر تکنیکهای شکلدهی به محصولات مختلفی تبدیل کرد.
استات سلولز در کاربردهای متنوعی از جمله فیلترهای سیگار، فیلم عکاسی و محصولات مصرفی مانند شانه و عینک استفاده میشود.
۶. پلی بوتیلن دیپات ترفتالات (PBAT)
شرح
پلی بوتیلن دیپات ترفتالات (PBAT) یک پلیمر زیست تخریب پذیر است که اغلب برای بهبود خواص مکانیکی با سایر پلاستیکهای زیستی مخلوط میشود. PBAT به دلیل ترکیبی از استحکام و زیست تخریب پذیری، انتخابی جذاب برای محصولات یکبار مصرف است.
روش تولید
تولید PBAT شامل مراحل زیر است:
۱. پلیکاندنساسیون: PBAT از طریق واکنش پلیکاندنساسیون بین بوتاندیول، اسید ترفتالیک و اسید آدیپیک ساخته میشود.
۲. شکلدهی: PBAT حاصل میتواند از طریق اکستروژن، قالبگیری تزریقی یا سایر تکنیکها به محصولات مختلفی تبدیل شود.
PBAT به طور گسترده در کاربردهایی مانند کیسههای خرید زیست تخریبپذیر، فیلمهای کشاورزی و محصولات بستهبندی استفاده میشود.
نتیجه گیری
توسعه پلاستیکهای سازگار با محیط زیست نشان میدهد که میتوانیم تأثیر منفی پلاستیکهای معمولی بر محیط زیست را کاهش دهیم. PET، PLA، PHA، Bio-PE، سلولز استات و PBAT بازیافتی تنها چند نمونه از پلاستیکهایی هستند که برای بهتر شدن برای سیاره ما طراحی شدهاند. این پلاستیکها از طریق فرآیندهای تولید نوآورانه و استفاده از مواد اولیه تجدیدپذیر، راهحلهای پایداری برای آینده ارائه میدهند.
با این حال، مهم است به یاد داشته باشید که تغییر به پلاستیکهای سازگار با محیط زیست به تنهایی کافی نیست. کاهش مصرف پلاستیک، افزایش بازیافت و تغییر رفتار مصرفکننده نیز برای مقابله با بحران جهانی پلاستیک ضروری است. با نوآوری مداوم و افزایش آگاهی زیستمحیطی، میتوانیم به سمت آیندهای سبزتر و پایدارتر حرکت کنیم.
