انواع پلاستیکهای زیست تخریبپذیر و نحوه ساخت آنها
پنداهولوان
پلاستیکهای معمولی به یک منبع ضروری در زندگی روزمره تبدیل شدهاند و در کاربردهای متنوعی از بستهبندی مواد غذایی گرفته تا محصولات مصرفی مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، تأثیر منفی آن بر محیط زیست، جستجو برای جایگزینهای سازگارتر با محیط زیست را برانگیخته است که یکی از آنها پلاستیک زیستتخریبپذیر است. پلاستیک زیستتخریبپذیر نوعی پلاستیک است که میتواند توسط میکروارگانیسمها به ترکیباتی تجزیه شود که برای محیط زیست بیضرر هستند. این مقاله انواع مختلف پلاستیک زیستتخریبپذیر موجود و نحوه ساخت آنها را توضیح میدهد.
انواع پلاستیک زیست تخریب پذیر
۱. پلی لاکتیک اسید (PLA)
PLA یک پلاستیک زیست تخریب پذیر است که از منابع تجدیدپذیر مانند ذرت یا نیشکر ساخته میشود. PLA اغلب در بطریها، بستهبندی مواد غذایی و حتی فیلامنت برای چاپ سه بعدی استفاده میشود. PLA میتواند در محیطهای کمپوست صنعتی طی ۱ تا ۶ ماه تجزیه شود.
۲. پلی هیدروکسی آلکانواتها (PHA)
PHA یک پلیاستر طبیعی است که توسط میکروارگانیسمها از طریق تخمیر قندها یا لیپیدها تولید میشود. PHA کاربردهای گستردهای دارد، از جمله ساخت کیسههای پلاستیکی، بستهبندی و حتی برخی کاربردهای پزشکی. PHA کاملاً زیستتخریبپذیر است و میتواند در محیطهای دریایی و خاکی تجزیه شود.
۳. پلاستیکهای بر پایه نشاسته
پلاستیکهای نشاستهای ترکیبی از نشاسته طبیعی (معمولاً از ذرت، سیبزمینی یا گندم) با پلاستیکهای مصنوعی یا سایر پلاستیکهای زیستتخریبپذیر هستند. پلاستیکهای نشاستهای را میتوان برای ساخت کیسههای خرید، بستهبندی مواد غذایی و کاربردهای مختلف کشاورزی استفاده کرد.
۴. اسید پلی گلیکولیک (PGA)
PGA نوعی پلاستیک زیست تخریب پذیر است که اغلب در کاربردهای پزشکی مانند بخیههای جراحی زیست تخریب پذیر استفاده میشود. PGA خواص زیست تخریب پذیری بسیار خوبی دارد و میتواند در عرض چند ماه در صورت قرار گرفتن در محیط مرطوب به طور کامل تجزیه شود.
۵. پلی بوتیلن سوکسینات (PBS)
PBS یک پلیاستر زیستتخریبپذیر با خواص مکانیکی و حرارتی مشابه پلاستیکهای معمولی (مانند پلیاتیلن) است. PBS اغلب در بستهبندی، ظروف یکبار مصرف و کاربردهای کشاورزی استفاده میشود. PBS میتواند در خاک و آب تجزیه شود.
۶. پلاستیکهای مبتنی بر سلولز
پلاستیکهای مبتنی بر سلولز از سلولز، جزء اصلی دیوارههای سلولی گیاهان، ساخته میشوند. این پلاستیکها اغلب در ساخت فیلمهای پلاستیکی، پوششها و کاربردهای مختلف بستهبندی استفاده میشوند. سلولز میتواند بسته به شرایط محیطی، طی ماهها تا سالها به طور طبیعی تجزیه شود.
چگونه پلاستیک زیست تخریب پذیر بسازیم
فرآیند ساخت پلاستیک زیست تخریب پذیر بسته به نوع پلاستیک تولیدی متفاوت است. در اینجا چند روش رایج در ساخت پلاستیک زیست تخریب پذیر آورده شده است:
پلی لاکتیک اسید (PLA)
۱. استخراج قند
این فرآیند با استخراج قند از گیاهانی مانند ذرت یا نیشکر آغاز میشود. سپس این قند توسط باکتریها تخمیر شده و اسید لاکتیک تولید میکند.
۱. پلیمریزاسیون
اسید لاکتیک حاصل سپس از طریق فرآیند پلیمریزاسیون به پلی لاکتید تبدیل میشود که نوعی پلیمر از PLA است.
۳. تشکیل محصول نهایی
PLA مایع در قالبها ریخته میشود یا اکسترود میشود تا محصولات نهایی مانند ورقهای پلاستیکی، بطریها یا فیلامنت برای چاپ سهبعدی را تشکیل دهد.
پلی هیدروکسی آلکانوات ها (PHA)
۱. تخمیر
میکروارگانیسمهایی مانند باکتریها در محیط تخمیر غنی از کربن، مانند قندها یا لیپیدها، رشد میکنند. این میکروارگانیسمها PHA را به عنوان ذخیره انرژی به شکل ترکیبات درون سلولهای خود تولید میکنند.
۲. استخراج و خالصسازی
در مرحله بعد، PHA از میکروارگانیسمها استخراج و برای حذف مواد غیر PHA خالصسازی میشود.
۳. تشکیل محصول نهایی
این ترکیب PHA سپس بر اساس نیازهای صنعتی، مثلاً برای تبدیل به کیسههای پلاستیکی یا مواد بستهبندی، بیشتر فرآوری میشود.
پلاستیکهای نشاستهای
۱. استخراج نشاسته
نشاسته از منابع طبیعی مانند ذرت، سیب زمینی یا گندم استخراج میشود.
۲. مخلوط کردن با سایر پلاستیکها
نشاسته استخراج شده سپس با سایر پلاستیکهای زیست تخریبپذیر یا عوامل اتصالدهنده مخلوط میشود و در نتیجه ماده کامپوزیتی حاصل میشود که میتواند برای کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار گیرد.
۳. تشکیل محصول نهایی
این ماده کامپوزیت سپس از طریق فرآیند قالبگیری یا اکستروژن به محصول نهایی مانند کیسه خرید یا بستهبندی مواد غذایی تبدیل میشود.
پلی گلیکولیک اسید (PGA)
۱. پلیمریزاسیون گلیکولید
PGA از طریق پلیمریزاسیون گلیکولیدها، که دیاسترهای اسید گلیکولیک هستند، ساخته میشود.
۲. تصفیه
پس از پلیمریزاسیون، PGA کریستالیزه و خالصسازی میشود تا معرفها و باقیماندههای فرآیند پلیمریزاسیون حذف شوند.
۳. تشکیل محصول نهایی
سپس میتوان PGA آمادهی استفاده را به محصولات نهایی مانند بخیههای جراحی زیستتخریبپذیر یا سایر مواد کاشت پزشکی تبدیل کرد.
سوکسینات پلی بوتیلن (PBS)
۱. پلیمریزاسیون
PBS از کوپلیمریزاسیون سوکسینات و بوتاندیول از طریق یک فرآیند پلیمریزاسیون مرسوم ساخته میشود.
۲. تصفیه
پس از پلیمریزاسیون، PBS برای حذف مونومرها و کاتالیزورهای باقیمانده خالصسازی میشود.
۳. تشکیل محصول نهایی
PBS خالص شده را میتوان اکسترود یا قالبگیری کرد تا محصولات نهایی مانند کارد و چنگال یکبار مصرف یا فیلمهای پلاستیکی تولید شود.
پلاستیک های مبتنی بر سلولز
۱. استخراج سلولز
سلولز از منابع طبیعی مانند چوب یا پنبه استخراج میشود.
۲. اصلاح شیمیایی
سپس سلولز استخراج شده از طریق فرآیندهای شیمیایی مانند استری شدن یا اتری شدن اصلاح میشود تا خواص آن به عنوان پلاستیک بهبود یابد.
۳. تشکیل محصول نهایی
سلولز اصلاحشده در نهایت از طریق قالبگیری یا اکستروژن در ساخت محصولات نهایی استفاده میشود.
نتیجه گیری
پلاستیکهای زیستتخریبپذیر، با انواع و روشهای تولید متنوع و متناسب با کاربردهای مختلف، راهحلهای سازگارتری با محیط زیست نسبت به پلاستیکهای معمولی ارائه میدهند. با درک انواع پلاستیکهای زیستتخریبپذیر و روشهای تولید آنها، میتوانیم امیدوار باشیم که محصولات پلاستیکی را با خردمندی بیشتری برای حفظ محیط زیست انتخاب و استفاده کنیم.
مراجع
– لجا، ک.، و لواندوویچ، گ. (2010). زیستتخریبپذیری پلیمر و پلیمرهای زیستتخریبپذیر - مروری. مجله مطالعات محیطی لهستان، 19(2)، 255-266.
– شاه، ا. ا.، حسن، ف.، حمید، ا.، و احمد، س. (2008). تجزیه بیولوژیکی پلاستیکها: یک بررسی جامع. پیشرفتهای بیوتکنولوژی، 26(3)، 246-265.
