Biyolojik Olarak Parçalanabilir Plastik Türleri ve Üretim Yöntemleri
giriiş
Geleneksel plastik, gıda ambalajlarından tüketici ürünlerine kadar çeşitli uygulamalarda kullanılan, günlük yaşamda vazgeçilmez bir kaynak haline gelmiştir. Bununla birlikte, çevre üzerindeki olumsuz etkisi, daha çevre dostu alternatifler arayışını tetiklemiştir; bunlardan biri de biyolojik olarak parçalanabilir plastiktir. Biyolojik olarak parçalanabilir plastik, mikroorganizmalar tarafından çevreye zararsız bileşiklere ayrıştırılabilen bir plastik türüdür. Bu makale, mevcut çeşitli biyolojik olarak parçalanabilir plastik türlerini ve nasıl üretildiklerini açıklayacaktır.
Biyolojik Olarak Parçalanabilir Plastik Çeşitleri
1. Polilaktik Asit (PLA)
PLA, mısır veya şeker kamışı gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen biyolojik olarak parçalanabilen bir plastiktir. PLA genellikle şişelerde, gıda ambalajlarında ve hatta 3D baskı için filament olarak kullanılır. PLA, endüstriyel kompostlama ortamlarında 1-6 ay içinde parçalanabilir.
2. Polihidroksialkanoatlar (PHA)
PHA, şekerlerin veya lipitlerin mikroorganizmalar tarafından fermantasyonu yoluyla üretilen doğal bir polyesterdir. PHA, plastik poşetlerin, ambalajların ve hatta bazı tıbbi uygulamaların üretimi de dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. PHA tamamen biyolojik olarak parçalanabilir ve hem deniz hem de toprak ortamlarında ayrışabilir.
3. Nişasta Bazlı Plastikler
Nişasta bazlı plastikler, doğal nişastanın (genellikle mısır, patates veya buğdaydan elde edilen) sentetik veya diğer biyolojik olarak parçalanabilir plastiklerle karıştırılmasıyla elde edilir. Nişasta bazlı plastikler, alışveriş poşetleri, gıda ambalajları ve çeşitli tarımsal uygulamalarda kullanılabilir.
4. Poliglikolik Asit (PGA)
PGA, biyolojik olarak parçalanabilen cerrahi dikişler gibi tıbbi uygulamalarda sıklıkla kullanılan bir tür biyolojik olarak parçalanabilen plastiktir. PGA mükemmel biyolojik parçalanma özelliklerine sahiptir ve nemli bir ortamda birkaç ay içinde tamamen parçalanabilir.
5. Polibütilen Süksinat (PBS)
PBS, geleneksel plastiklere (örneğin polietilen) benzer mekanik ve termal özelliklere sahip, biyolojik olarak parçalanabilen bir polyesterdir. PBS genellikle ambalajlarda, tek kullanımlık sofra takımlarında ve tarımsal uygulamalarda kullanılır. PBS toprakta ve suda parçalanabilir.
6. Selüloz Bazlı Plastikler
Selüloz bazlı plastikler, bitki hücre duvarlarının ana bileşeni olan selülozdan üretilir. Bu plastikler genellikle plastik filmlerin, kaplamaların ve çeşitli ambalaj uygulamalarının üretiminde kullanılır. Selüloz, çevresel koşullara bağlı olarak aylar ila yıllar içinde doğal olarak parçalanabilir.
Biyolojik Olarak Parçalanabilir Plastik Nasıl Üretilir?
Biyolojik olarak parçalanabilen plastik üretim süreci, üretilen plastik türüne bağlı olarak değişir. İşte biyolojik olarak parçalanabilen plastik üretiminde kullanılan bazı yaygın yöntemler:
Polilaktik Asit (PLA)
1. Şeker Çıkarma
Bu süreç, mısır veya şeker kamışı gibi bitkilerden şeker elde edilmesiyle başlar. Daha sonra bu şeker, bakteriler tarafından fermente edilerek laktik asit üretilir.
2. Polimerizasyon
Oluşan laktik asit daha sonra bir polimerizasyon işleminden geçerek PLA'nın polimer formu olan polilaktidi oluşturur.
3. Nihai Ürün Oluşumu
Sıvı PLA, plastik levhalar, şişeler veya 3D baskı için filament gibi nihai ürünler oluşturmak üzere kalıplara dökülür veya ekstrüzyon yöntemiyle işlenir.
Polihidroksialkanoatlar (PHA)
1. Fermantasyon
Bakteriler gibi mikroorganizmalar, şekerler veya lipitler gibi karbon bakımından zengin bir fermantasyon ortamında yetiştirilir. Bu mikroorganizmalar, hücrelerinin içinde inklüzyonlar şeklinde PHA'yı enerji rezervi olarak üretirler.
2. Ekstraksiyon ve Saflaştırma
Ardından, PHA mikroorganizmalardan ekstrakte edilir ve PHA olmayan bileşenler uzaklaştırılmak üzere saflaştırılır.
3. Nihai Ürün Oluşumu
Bu PHA karışımı daha sonra endüstriyel ihtiyaçlara göre işlenir; örneğin, plastik torba veya ambalaj malzemesi haline getirilir.
Nişasta Bazlı Plastikler
1. Nişasta Ekstraksiyonu
Nişasta, mısır, patates veya buğday gibi doğal kaynaklardan elde edilir.
2. Diğer Plastiklerle Karıştırma
Elde edilen nişasta daha sonra diğer biyolojik olarak parçalanabilir plastikler veya bağlayıcı maddelerle karıştırılarak çeşitli uygulamalarda kullanılabilen kompozit bir malzeme elde edilir.
3. Nihai Ürün Oluşumu
Bu kompozit malzeme daha sonra kalıplama veya ekstrüzyon işlemiyle alışveriş poşeti veya gıda ambalajı gibi nihai bir ürüne dönüştürülür.
Poliglikolik Asit (PGA)
1. Glikolit Polimerizasyonu
PGA, glikolik asidin diesterleri olan glikolitlerin polimerizasyonu yoluyla üretilir.
2. Arındırma
Polimerizasyon işleminden sonra, PGA kristalleştirilir ve polimerizasyon sürecinden kalan reaktifler ve artık maddeler uzaklaştırılmak üzere saflaştırılır.
3. Nihai Ürün Oluşumu
Kullanıma hazır PGA daha sonra biyolojik olarak parçalanabilir cerrahi dikiş iplikleri veya diğer tıbbi implantasyon malzemeleri gibi nihai ürünlere dönüştürülebilir.
Polibütilen Süksinat (PBS)
1. Polimerizasyon
PBS, süksinat ve butandiolün geleneksel bir polimerizasyon işlemiyle kopolimerizasyonu yoluyla üretilir.
2. Arındırma
Polimerizasyondan sonra, PBS, kalan monomerleri ve katalizörleri uzaklaştırmak için saflaştırılır.
3. Nihai Ürün Oluşumu
Saflaştırılmış PBS, tek kullanımlık çatal bıçak takımı veya plastik film gibi nihai ürünler üretmek için ekstrüzyon veya kalıplama işlemine tabi tutulabilir.
Selüloz Bazlı Plastikler
1. Selüloz Ekstraksiyonu
Selüloz, odun veya pamuk gibi doğal kaynaklardan elde edilir.
2. Kimyasal Modifikasyon
Elde edilen selüloz daha sonra esterifikasyon veya eterifikasyon gibi kimyasal işlemlerle modifiye edilerek plastik özelliklerini geliştirir.
3. Nihai Ürün Oluşumu
Modifiye selüloz, son olarak kalıplama veya ekstrüzyon yoluyla nihai ürünlerin üretiminde kullanılır.
Sonuç
Biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, çeşitli uygulamalara uygun farklı türleri ve üretim yöntemleriyle geleneksel plastiklere göre daha çevre dostu bir çözüm sunmaktadır. Biyolojik olarak parçalanabilen plastik türlerini ve üretim yöntemlerini anlayarak, çevreyi korumak için plastik ürünleri daha akıllıca seçip kullanabiliriz.
referanslar
– Leja, K., & Lewandowicz, G. (2010). Polimer biyolojik bozunumu ve biyolojik olarak bozunabilir polimerler—bir inceleme. Polonya Çevre Çalışmaları Dergisi, 19(2), 255-266.
– Shah, A. A., Hassan, F., Hameed, A., & Ahmed, S. (2008). Plastiklerin biyolojik bozunması: Kapsamlı bir inceleme. Biyoteknoloji gelişmeleri, 26(3), 246-265.
