در این مطلب به مرور پلاستیک های زیست پایه سنتزی مانند پلی اتیلن، پلی آمید،6.6 و پلی آمیدهای پرکاربرد پرداخته ایم و در مورد تجزیه پذیری آن ها به سخن نشسته ایم.
Bio-PE
«پلی‌اتیلن» ماده‌ای ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻘﺎوم و ﺑﯽاﺛﺮ اﺳـﺖ، بناﺑﺮاﯾﻦ تجزیه‌ی آن در ﻣﺤﯿﻂ ﺣﺘﯽ ﭘﺲ از ﭼﻨﺪﯾﻦ سال دفن در محل دفن زباله بسیار دﺷﻮار اﺳﺖ. ﯾﮏ ورق ﭘﻠﯽاﺗﯿﻠﻦ، زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻪ در ﺧﺎک مرطوب ﺑـﻪ مدت 12 ﺗﺎ 32 ﺳﺎل ﻧﮕﻬﺪاری ﻣﯽﺷﺪ، تنها تخریب جزئی و کاهش وزن ﻧﺎﭼﯿﺰ را ﻧﺸﺎن داد.
ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﭘﻠﯽاﺗﯿﻠﻦ ﺑﻪ دلیل نامحلول بودن آن در آب، آبﮔﺮﯾﺰی ﺑﻪ دﻟﯿﻞ وﺟﻮد ﺳﺘﻮن فقرات خطی اتم‌های کربن، درﺟﻪی ﺑﻠﻮرﯾﻨﮕﯽ و وزن ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ بالای آن اﺳـﺖ. پلی‌اتیلن مانند ﭘﻠﯽ اﺗﯿﻠﻦ ﺑﺎ ﭼﮕﺎﻟﯽ ﮐﻢ (LDPE) و ﭘﻠﯽ اﺗﯿﻠﻦ ﺑﺎ ﭼﮕﺎﻟﯽ بالا (HDPE) برای مطالعات تجزیه‌ی زیستی استفاده شده است.
از نظر شیمیایی، پلی‌اتیلن با چگالی کم در دمای اﺗﺎق بی‌اثر است، با این حال، می‌تواند به تدریج از طریق عوامل اﮐﺴﯿﺪﮐﻨﻨﺪه ﻗﻮی و ﺑﺮﺧﯽ ﺣﻼل ﻫﺎ ﻣﻮرد ﺣﻤﻠﻪ ﻗﺮار ﮔﯿﺮد و منجر به نرم‌شدن یا تورم شود.
این نوع پلی‌اتیلن برای مدت کوتاهی تا دمای 95 درجه سانتی‌گراد دﺳﺖ ﻧﺨﻮرده اﺳﺖ و می‌تواند ﺑﺮای ﺳﺎﻋﺎت طولانی‌تری در دﻣﺎی 80 درجه‌ی ﺳﺎﻧﺘﯽﮔﺮاد دوام داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ.
درجه‌ی تبلور آن در محدوده‌ی 50 ﺗﺎ 60 درﺻﺪ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺧﻮاص ﻣﺘﻌﺪدی ﻣﺎﻧﻨﺪ کدورت، اﺳﺘﺤﮑﺎم ﭘﺎرﮔﯽ، اﺳﺘﺤﮑﺎم کششی، استحکام و ﻣﻘﺎومت شیمیایی، انعطاف‌پذیری حتی در دﻣﺎی ﭘﺎﯾﯿﻦ را ﺑﺮای ﻣﻮاد ﻓﺮاﻫﻢ می‌کند.
ﻓﯿﻠﻢﻫﺎی پلی‌اتیلن با چگالی کم، ﺷـﻔﺎف، عاری از بو و ﺳﻤﯿﺖ ﻫﺴﺘﻨﺪ. آنﻫﺎ ﺷﮑﻞﭘﺬﯾﺮی بهتر، نفوذپذیری بخار آب کم و ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﻣﻬﺮوﻣﻮم ﺣﺮارﺗﯽ دارﻧﺪ و ﺑﻪ ﻃﻮر گسترده‌ای برای بسته‌بندی موادغذایی و ﻏﯿﺮﺧﻮراﮐﯽ، ﺳﯿﻨﯽﻫﺎی ﺗﻮﻟﯿﺪی و ﮐﯿﺴﻪﻫﺎی پلاستیکی استفاده می‌شود.
همچنین آن‌ها ﺑﺮای مالچ‌پاشی مزارع ﮐﺸـﺎورزی، ساخت ﺧﺎﻧﻪﻫﺎی ﭼﻨﺪﮔﺎﻧﻪ، ﭘﻮﺷﺶ روی ﮐﺎﻏﺬ، منسوجات و ﺳﺎﯾﺮ ﭘﻼﺳﺘﯿﮏها استفاده می‌شود.
ﭘﻠﯽ اﺗﯿﻠﻦ ﺑﺎ ﭼﮕﺎﻟﯽ بالا (HDPE) یک ترموپلاستیک پلی‌اتیلن است که از ﻃﺮﯾﻖ فرآیند کاتالیزوری تولید می‌شود و دارای اﻧﺸﻌﺎب ﮐﻤﯽ اﺳﺖ. ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﺑﯿﻦ ﻣﻮلکولی قوی‌تر و استحکام کششی بیشتری نسبت به LDPE دارد.
ﭼﮕـﺎﻟﯽ بالاتر به دﻟﯿﻞ ﮐﺎﻫﺶ ﻃﻮل ﭘﯿﻮﻧﺪ و بسته‌بندی فشرده، پایداری بیشتری را ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺳﺨﺘﯽ، کدورت و دوام آن در دماهای بالاتر (ﺗﺎ 120 درجه‌ی سانتی‌گراد)ﺑﻪ ﻃﻮر ﮔﺴﺘﺮده در ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﺻﻨﻌﺘﯽ و روزﻣﺮه ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺗﻮﻟﯿﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد.
ﮐﯿﺴﻪهای حمل، ﺑﻄﺮیﻫﺎی ﻣﻮاد ﺷﻮﯾﻨﺪه، ﻇﺮوف زﺑﺎﻟﻪ، ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی آب و ﻏﯿﺮه… ﻋﻼوه ﺑﺮاﯾﻦ، صدها گونه‌ی ﻣﺨﺘﻠﻒ از اکوسیستم‌های ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ بلع این زباله‌ها در روده‌های ﻣﺎﻫﯽها، ﭘﺮﻧﺪﮔﺎن و پستانداران دریایی در آستانه‌ی انقراض هستند.
ﺗﺼﻮر ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ قارچ‌ها برای تخریب ﭘﻠﯽ اﺗﯿﻠﻦ ﮐﺎرآﻣﺪﺗﺮ از باکتری‌ها هستند چراکه می‌توانند به سطح آبﮔﺮﯾﺰ ﭘﻠﯿﻤﺮﻫﺎ ﺑﭽﺴﺒﻨﺪ، آنزیم‌های خارج سلولی تولید کنند که ﻓﯿﺒﺮﻫﺎی ﻧﺎﻣﺤﻠﻮل را ﻫﺪف ﻗﺮار می‌دهند و در رشد استرس‌زا زنده می‌مانند، اندازه‌گیری ﮐﺎﻫﺶ وزن، یک روش رایج برای تجزیه‌و‌تحلیل تجزیه‌زیستی پلی‌اتیلن است.
Bio- Polyamide 6.6 Fiber
«پلی آمید، 6.6»، اﺳﺘﺤﮑﺎم ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﺧﻮﺑﯽ را داراست؛ اﻣﺎ ﺗﺠﺰﯾﻪپذیری زیستی ﭘﺎﯾﯿﻨﯽ از ﺧﻮد ﻧﺸﺎن می‌دهد و ﻧﻘﻄﻪی ذوب ﺑﺎﻻﯾﯽ دارد. با توجه به نتیجه‌ی پژوهش‌ها (ردنو(2016))، ﻓﯿﺒﺮ ﭘﻠﯽآﻣﯿﺪ زﯾﺴﺖ تخریب‌پذیر ثبت‌شده با اﻓﺰودن ﯾﮏ ﻋﺎﻣﻞ ﺗﺠﺰﯾﻪزﯾﺴﺘﯽ در ﻃﻮل اﮐﺴﺘﺮوژن «پلی آمید، 6.6» در ﺣﺎل ذوب ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ؛ ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻋﺎﻣﻞ ﺗﺠﺰﯾﻪزﯾﺴﺘﯽ قبل از تشکیل اﻟﯿﺎف ﺑﺎ پلی‌آمید ﻣـﺬاب، مخلوط می‌شود.
این افزودنی فرآیند ﺗﺠﺰﯾﻪ زﯾﺴﺘﯽ را از ﻃﺮﯾﻖ ﯾﮏ ﺳﺮی ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎی ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ و ﺑﯿﻮلوژیکی اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽدﻫﺪ ﮐﻪ در ﻣﺤﻞ دﻓﻦ زﺑﺎﻟﻪی ﻓﻌﺎل ﺑﯿﻮلوژﯾﮑﯽ دفع شود.
ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﺠﺰﯾﻪزﯾﺴﺘﯽ ﺑﺎ ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﺘﻮرمﮐﻨﻨﺪه ﺷﺮوع ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ وﻗﺘﯽ با ﮔﺮﻣﺎ و رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﻣﯽﺷﻮد، ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ ﭘﻠﯽآﻣﯿﺪ را ﮔﺴﺘﺮش ﻣﯽدﻫﺪ.
ﻋﺎﻣﻞ ﺗﺠﺰﯾﻪزﯾﺴﺘﯽ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ ﭘﻠﯽآﻣﯿﺪ منبع غذایی جذابی برای ﻣﯿﮑﺮوبﻫﺎی ﺧﺎص خاک باشد و اﯾﻦ ﺑﺎﻋﺚ می‌شود که ﭘﻠﯽآﻣﯿﺪ ﺳﺮﯾﻊﺗﺮ از ﭘﻠﯽآﻣﯿﺪﻫﺎی ﺑﺪون عامل تجزیه‌زیستی مصرف شود.
«ﭘﻠﯽآﻣﯿﺪ 6,6» از ﻃﺮﯾﻖ ﯾﮏ ﻓﺮآﯾﻨﺪ تجزیه‌ی بی‌هوازی تجزیه می‌شود و معمولا در ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎی تخریب آﺑﺰﯾﺎن، در ﻣﺤﻞﻫﺎی دﻓﻦ زﺑﺎﻟﻪ ﯾﺎﻓﺖ ﻣﯽﺷﻮد یا از ﻧﻈﺮ فنی ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ بیوگاز از زیست‌توده استفاده می‌شود زیرا محصول اﺻﻠﯽ، ﺗﺠﺰﯾﻪی ﮔﺎزی ﻣﺘﺎن ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ دی‌اکسید‌کربن است.
Bio- Nylon
پلی‌آمیدهای ﭘﺮﮐﺎرﺑﺮدی ﻫﺴﺘﻨﺪ که در مقادیر زیاد از مونومرهای ﻣﺸﺘﻖ ﺷﺪه از ﭘﺘﺮوﺷﯿﻤﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ می‌شوند. ﺗتولید نایلون‌های کاملا زیست‌پایه ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دی‌اﺳﯿﺪﻫﺎ و دی‌آﻣﯿﻦﻫﺎی ﺗﻮﻟﯿﺪﺷﺪه از طریق ﺗﺨﻤﯿﺮ ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻮردﺗﻮﺟﻪ ﺑﻮده اﻣﺎ ﻫﻨﻮز ﻣﺤﻘﻖ ﻧﺸﺪه اﺳﺖ
بیونیلون‌های ﺳﻨﺘﺰﺷﺪه ﺗﺤﻤﻞ ﺣﺮارت و ﺟﺬب آب ﻋﺎﻟﯽ را نشان می‌دهند. برای نشان‌دادن ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﮐﺎرﺑﺮد، ﺑﯿﻮﻧﯿﻠﻮنﻫﺎ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﺎ ﻣﻮﻓﻘﯿﺖ به عنوان یک ﻋﺎﻣﻞ مات‌کننده برای کاهش براقیت سطح لاستیک پلی(اکریلونیتریل، کو-استایرن و کو-اکریلیک) استفاده می‌شوند.
اﺳﺘﺮاﺗﮋی ﺳﻨﺘﺰ ﻧﺎﯾﻠﻮنﻫﺎی کاملا زیست‌پایه ﺷﺎﻣﻞ تولید و خالص‌سازی پیش‌ساز مونومر تخمیری، ﭘﻠﯿﻤﺮﯾﺰاسیون، خصوصیات و توسعه‌ی کاربرد ﮔﺰارش ﺷﺪه در اﯾﻨﺠﺎ می‌تواند ﺑﻪ ﻋﻨﻮان دﺳﺘﻮراﻟﻌﻤﻠﯽ برای سنتز سایر پلیمرهای ﮐﺎﻣﻼً زﯾﺴﺘﯽ از ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺗﺠﺪﯾﺪﭘﺬﯾﺮ ﺑﺎﺷﺪ.
منبع:
قیافه شیرزادی، آسیه و ناصر صداقت(1401)؛ مروری بر بسته‌بندی پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر سنتزی،نشریه علمی علوم و فنون بسته‌بندی، سال سیزدهم، شماره 50.
