زیست تخریب پذیر یعنی چه؟ پلاستیک زیست تخریب پذیر چیست؟
واژه زیست تخریب پذیر یا Biodegradable به معنی موادی است که به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیر واحد های سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمی مانند .
یکی از مواد مصنوعی که تولید آن در انواع و کاربردهای مختلف روز به روز در حال افزایش است، پلاستیک و ترکیبات پلاستیکی است. گرچه بسته بندی پلاستیکی با قیمت نازل امکان حفاظت از محصولات مختلف خصوصاً مواد غذایی را فراهم می کند ولی متاسفانه معضل بزرگ زیست محیطی حاصل از آن گریبان گیر بشریت شده است. اکثر پلاستیک های معمول در بازار از فرآورده های نفتی و زغا سنگ تولید شده و غیرقابل بازگشت به محیط هستند و تجزیه آنها چند صدسال طول می کشد. برای رفع این مشکل، تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر از منابع تجدید شونده مثل زیرسازواره ها و گیاهان می باشند.
چگونگی استاندارد های یک محصول تخریب پذیر:
استاندارد های متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یک محصول وجود دارد که عمدتا به تجزیه ۶۰ تا ۹۰ درصد از محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می گردد . این استاندارد در کشورهای مختلف متفاوت است.
دلایل زیست تخریب پذیرنبودن پلاستیکهای معمولی:
دلیل اصلی زیست تخریب پذیر نبودن پلاستیک های معمول ، طویل بودن طول مولکول پلیمر و پیوند قوی بین مونومرهای آن بوده که تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه کننده با مشکل مواجه می کند .
*سرعت های تجزیه مواد مختلف درطبیعت:
کاغذبرگ…………………………………..۲-۴ هفته
پوست درخت……………………………۱-۳ماه
پاکت پرتقال……………………………….۶ ماه
کیسه شیر………………………………..۵ سال
ظروف پلاستیکی…………………………۱۰ تا ۲۰ سال
قوطی پلاستیکی……………………….۵۰ تا۸۰سال
قوطی آلومینیومی……………………….۸۰ سال
بطری حلبی……………………………. ۱۰۰ سال
بطری پلاستیکی نوشابه…………….. ۴۵۰ سال
بطری شیشه ای…………………….. ۵۰۰ سال
یونولیت…………………………………..هرگز
درسال های اخیر، افزایش روز افزون استفاده ازمواد پلیمری درصنایع مختلف، به ویژه صنایع بسته بندی و پزشکی درکنار مشکلات ناشی از بازیافت این مواد، به یک نگرانی جدی برای محیط زیست تبدیل شده است، به همین منظور نسل جدیدی از پلیمرها به عنوان “پلیمرهای زیست تخریب پذیر” مورد توجه قرار گرفته اند. رزین نشاسته به عنوان زمینه بسیاری از کامپوزیت های زیست تخریب پذیر مورد استفاده قرار می گیرد، با این حال جذب رطوبت بالا و پایین بودن خواص مکانیکی، مانع از تولید انبوه این خانواده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر شده است.
به طور کلی می توان پلیمرها را به دو گروه عمده زیست تخریب پذیر و غیر تخریب پذیر تقسیم بندی نمود و پلیمرهای زیست تخریب پذیر را براساس اجزای تشکیل دهنده ، روش تهیه ، روش ساخت و یا کاربرد آن ها نیز تقسیم بندی نمود.
پلیمرهای سنتزی غیر تخریب پذیر
مونومر این پلیمرها از منابع نفتی بوده و به وسیله الیاف کربن و شیشه مقاوم می شوند که سعی گردیده در مقابل عوامل محیطی مقاوم باشند که خود باعث آلودگی محیط زیست به دلیل عدم تخریب پذیری آن ها توسط محیط زیست می شود که از آن جمله می توان به: پلی اتیلن ، پلی پروپیلن ، پلی یورتان ، پلی استایرن و غیره اشاره کرد.
پلیمرهای زیست تخریب پذیر براساس اجزای تشکیل دهنده از نظر خاستگاه طبیعی و غیرطبیعی تقسیم بندی می گردد که به شرح زیر است.
الف) پلیمرهای زیست تخریب پذیر با خاستگاه طبیعی
پلی ساکاریدها مانند نشاسته و سلولز
پروتئین ها مانند ژلاتین ، پروتئین موجود در شیر ، ابریشم ، پشم
لیپیدها نظیر روغن کرچک و چربی اشباع شده حیوانی
پلی استرهای تولید شده از میکرو ارگانیسم ها یا گیاهان مانند پلی هیدروکسی آلکانوآت ها یا پلی هیدروکسی بوتیرات
پلی استرهای ساخته شده بر پایه مونومر طبیعی نظیر پلی لاکتیک اسید
یک گروه از پلیمرهای گوناگون نظیر لاستیک طبیعی
ب) پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی
پلیمرهای زیست تخریب پذیر زیادی وجود دارد که از مواد اولیه پتروشیمی تولید می شوند و بعضی وقت ها تعدادی از آن ها در محیط اطراف ما یافت می شوند نظیر نخ های بخیه که در پزشکی مصرف می شوند.
پلی استرهای آلیفاتیک نظیر پلی گلایکولیک اسید
پلی استرهای آروماتیک یا ترکیب با پلی استرهای آلیفاتیک
پلی الفین های اصلاح شده
پلی وینیل الکل ها
هر کدام از نمونه های بالا دارای خواص ویژه و کاربردهای بالقوه ای هستند.
روش های تخریب پلیمرهای زیست تخریب پذیر
پلیمرها به روش های میکروبی ، نوری و شمیایی تخریب می شوند. هر سه روش تحت عنوان زیست تخریب پذیری تقسیم بندی می شوند که محصولات نهایی حاصل از تخریب در طبیعت یافت می شوند.
الف) تخریب از طریق نور
در این روش با تابش نور خورشید پلیمر به قطعات کوچک تر تبدیل می گردد. بیشتر تخریب میکروبی بعد از تخریب نوری شروع می شود. پلی الفین ها از آن دسته پلیمرهایی هستند که توسط نور تخریب می شوند.
روش های پیشنهادی جهت تخریب نوری عبارتند از:
اضافه کردن افزودنی نظیر بنزو فنون به داخل ساختار پلیمر.
اصالح ساختار پلیمر با اضافه کردن جاذب اشعه فرابنفش
ساخت پلیمرهای حساس به نور
ب) تخریب از طریق میکروبی
پلیمرهایی که از مواد طبیعی ساخته می شوند نظیر الیاف کتان یا نشاسته مستعد به تخریب شدن از طریق مواد بیولوژیک هستند. سرعت تخریب پلیمرها در سیستم تخریب بیولوژیکی بستگی به نوع فرمولاسیون و میکروب مورد نیاز برای تخریب دارد. در این روش با وارد کردن نشاسته به ساختار پلیمر و بعد از آن که در تماس خاک یا آب قرار می گیرند به وسیله میکروب ها حمله می شود که در ابتدا نشاسته تجزیه شده و پلیمر به ساختار اسفنجی تبدیل می شود که بسیار ضعیف می گردد. بعد از آن که نشاسته تجزیه می شود بافت پلیمر به وسیله حمله آنزیمی شروع به تخریب می کند. هر واکنش آنزیمی باعث قیچی شدن مولکول و کوچک تر شدن پلیمر شده تا این که کل پلیمر تخریب شود.
روش دیگر جهت تخریب میکروبیولوژیکی پلیمرها استفاده از میکرو ارگانیسم ها در پلیمرهاست که برای هدفی خاص به منظور تخریب مواد پلیمری انجام می گیرد. این روش