پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر و کاربرد آنها در کشاورزی‏

بهترین ‏پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر، کوپلیمرهای پلی هیدروکسی بوتیرات با سایر‎ PHA ‎ها مثل پلی هیدروکسی ‏والرات می‌باشد. تولید اینگونه کوپلیمرها در گیاهان تراریخت بسیار سخت تر از تولید پلیمرهای تک مونومری ‏می‌باشند‎.

فناوری‎ d ‎‏2‏w ™‎

پلاستیک‌های اکسوزیستی توسط فناوری‎ d ‎‏2‏w ™ ‎ساخته می‌شود فن‌آوری‎ d ‎‏2‏w ™ ‎استفاده از یک افزودنی است ‏که با هر نوع آمیزه حاوی پلی اتیلن و پلی پروپیلن در ابتدای فرآیند تولید محصول به مقدار 1 درصد آمیخته می‌شود.

این ‏تقویت‌ کننده تجزیه اکسایشی در مرحله اکستروژن (وقتی که گرم شده و برای تشکیل فیلم‌های بسته بندی ذوب ‏می‌شوند)، افزوده می‌شود. افزودنی‎ d ‎‏2‏w ™ ‎به عنوان یک مستربچ اضافه شده و استفاده از آن تنها در مقادیر کم ‏برای واکنش تجزیه پذیری نیاز است (تنها بین 1 تا 3 درصد). به علت کم بودن این میزان چرخه بازیافت اختلاط، تأثیر ‏افزودنی قابل صرفنظر است و محصول نهایی همه مشخصات پلاستیک استاندارد شامل استحکام، شفافیت، ‏نفوذپذیری، خواص حرارتی و چاپ را دارا است.‏‎

لازم به توضیح است که هیچ گونه تفاوتی در فرآیند تولید پلاستیک و کاربرد آن ایجاد نمی‌شود. فرآیند تجزیه با ‏قرارگیری در معرض هر گونه نور، گرما و تنش (این عوامل نقش کاتالیزور را برعهده دارند و روی سرعت ‏تأثیرگذارند)، آغاز می‌شود.

پلیمرهای مصنوعی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن زیست تجزیه پذیر محسوب نمی‌شوند ‏با این وجود خواصی نظیر استحکام، انعطاف پذیری و مقاومت در مقابل آب و هوا که نتیجه مستقیم ساختار مولکولی ‏آنهاست، این مواد را به مهمترین اجزاء صنایع بسته بندی تبدیل کرده است.

هر دوی این مواد هیدروکربن هستند که ‏ساختار مولکولی آنها از اتمهای هیدروژنی تشکیل شده است و با اتصال به اتمهای کربن زنجیره های گره خورده و ‏طویلی را شکل داده اند.

این زنجیرهای طویل علت انعطاف پذیری و استحکام و ممانعت از دسترسی اکسیژن با ‏اتمهای هیدروژن و کربن است که منجر به تجزیه می شود. جرم مولکولی یک ماده نماد خوبی برای نشان دادن ‏میزان پیچیدگی ساختار مولکولیو در نتیجه مقاومت در مقابل اکسایش است‏‎.

فن‌آوری پلاستیک‌های کاملاً تجزیه پذیر‎ d ‎‏2‏w ™ ‎  استفاده از یک نوع تقویت‌ کننده تجزیه اکسایشی پلیمر است که به ‏عنوان کاتالیزور عمل کرده و شکست زنجیرهای طویل مولکولی را تسریع می‌کند.

این مواد نمک‌های فلزی هستند و ‏موجب شکستن و جدا شدن پیوندهای کربن-کربن در زنجیرهای مولکولی می‌گردند. سپس محصولات پلاستیکی ‏شکننده شده و سریعاً به قطعات کوچک خرد تبدیل می‌شوند.

با افزایش کاهش ابعاد زنجیرها، اکسیژن می تواند با ‏کربن ترکیب شده و‏‎ CO ‎‏2‏‎ ‎حاصل شود. با پیشرفت اینکار، جرم مولکولی افت کرده و در این مرحله ماده قابلیت ‏خیس شدن توسط آب را پیدا می‌کند و میکروارگانیسم‌ها می‌توانند به کربن و هیدروژن دسترسی پیدا کنند.

کربن در ‏ساختار دیواره سلولی استفاده می‌شود و به شکل‏‎ CO ‎‏2‏‎ ‎آزاد شده و هیدروژن هم تولید آب می‌کند. این مرحله را ‏زیست تجزیه پذیری می‌نامند.

با توجه به اینکه سرعت تجزیه پذیری را می‌توان تا حدی کنترل کرد ولی بااین حال ، ‏سرعت واقعی تخریب تحت تأثیر متغیرهایی غیر قابل کنترل به ویژه گرما، نور و تنش است که پلاستیک در معرض ‏آنها قرار می‌گیرد. افزایش آنها به فرآیند سرعت می‌بخشد و کاهش آنها سرعت را کم اما متوقف نمی‌کند.

به همین ‏دلیل ، تولیدکنندگان به طور معمول برای کنترل عمر مفید حاشیه ایمنی قابل توجهی را در نظر می‌گیرند تا مطمئن ‏شوند که خواص پلاستیک در طول عمر مفید خود بدون تغییر باقی می‌ماند‎
.‎
به هر حال اگر باور داریم که تنها کره زمین را برای زیست داریم و اگر باور داریم که فرزندانمان نیز حق دارند که ‏از طبیعت و محیط زیست خود استفاده کنند، باید برای حفظ و نگهداری آب، خاک و هوای کره زمین دست به دست ‏هم دهیم و عوامل آلوده کننده را از آن دور کنیم و یکی از رویکردهایی که می تواند به خارج کردن عوامل آلوده ‏کننده از محیط زیست کمک کند، خداحافظی با ظروف پلاستیکی یک بار مصرف و جایگزینی آن با ظروف محیط ‏زیست دوست است‏‎.

تولید صنعتی پلیمردرساخت پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر شامل استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه ‏می‌باشد پلیمرهایی که از این روش تولید می‌شوند عمدتا شامل سلولز، نشاسته، انواع پروتئین‌ها، فیبرها و ‏چربی‌های گیاهی می‌باشند که به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی کاربرد دارند‏‎
.‎
دسته دیگر موادی هستند که پس از انجام فرآیندهایی مانند تخمیر و هیدرولیز می‌توانند به عنوان مونومر پلیمرهای ‏مورد نیاز صنعت استفاده شوند.

چرخه بازیافتمونومرهای زیستی همچنین می توانند توسط موجودات زنده نیز به ‏پلیمر تبدیل شوند. باکتری‌ها از جمله موجوداتی هستند که این دسته از مواد را به صورت گرانول‌هایی در پیکره ‏سلولی خود تولید می‌کنند. این باکتری به سهولت در محیط کشت رشد داده شده و محصول آن برداشت می‌شود.

‏رهیافت دیگر جداسازی ژن های درگیر در این فرآیند و انتقال آن به گیاهان می‌باشد که پروژه‌هایی در این زمینه از ‏جمله انتقال ژن های باکتریایی تولید ‎ PHA (‎پلی هیدروکسی آلکانوات ) به ذرت انجام شده است.

نکته‌ای که نباید ‏فراموش کرد این است که علی رغم قیمت بالاتر تولید پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر، چه بسا قیمت واقعی آنها ‏بسیار کمتر از پلاستیک‌های سنتی باشد؛ چرا که بهای تخریب محیط زیست و هزینه بازیافت پس از تولید هیچ گاه ‏مورد محاسبه قرار نمی‌گیرد.

تقریبا تمامی پلاستیک‌های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی که غیر قابل ‏برگشت به محیط می‌باشند، به دست می‌آیند. راه حل جایگزین برای این منظور، بهره برداری از باکتری‌های ‏خاکزی مانند‏‎ Ralstonia eutrophus ‎می‌باشد که تا 80 درصد از توده زیستی خود قادر به انباشتن پلیمرهای غیر ‏سمی و تجزیه پذیر پلی هیدروکسی آلکانوات‏‎ ( PHA ) ‎هستند.

‎ PHA ‎ها عموما از زیر واحدی به نام بتاهیدروکسی ‏آلکانوات و به واسطه مسیری ساده با 3 آنزیم از استیل کوآنزیم‎ A ‎ساخته شده و معروفترین آنها پلی هیدروکسی ‏بوتیرات‎ (PHB ) ‎است‎.

منبع: وزین پلاست

ویکی پلاست | مرجع بازار صنعت پلاستیک