اختصاصی بسپار/ آیا پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر به وعده‌ی خود عمل می‌کنند؟
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر پلاستیک‌های زیستی به عنوان جایگزین‌های پایدار برای پلاستیک‌های نفت‌پایه توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. این مواد برگرفته از مواد اولیه تجدیدپذیر و زیستی، به عنوان یک راه حل کلیدی دیده می‌شوند.
از آنجایی که جهان با مشکل پسماند‌های پلاستیکی دست و پنجه نرم می‌کند که قرار است تا سال 2050 دو برابر شوند، بازیافت به تنهایی نمی تواند راه حلی در برابر تقاضای روزافزون برای مواد اولیه پلاستیکی باشد. اینجاست که پلاستیک‌های زیستی وارد عمل می‌شوند و راه حلی بالقوه برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و به حداقل رساندن ردپای زیست‌محیطی ارائه می‌دهند. برخی از این پلاستیک‌های زیستی را می‌توان به عنوان زیست تخریب پذیر در نظر گرفت. چگونه از این ویژگی استفاده می‌شود و آیا پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر می‌توانند وعده‌ی خود را عملی کنند؟
در آخرین گزارش تحقیقات بازار IDTechEx با موضوع «زیست‌پلاستیک‌ها 2025-2035: فناوری، بازار، نقش‌آفرینان و پیش‌بینی‌ها»، طیف کاملی از پلاستیک‌های مشتق‌شده از مواد اولیه زیستی، از جمله پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر، مانند انواع پلی‌لاکتیک‌اسید (PLAs) و پلی‌هیدروکسی آلکانوات (PHAs) وجود دارد.
پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر
پلاستیک‌های زیستی در اشکال مختلفی وجود دارند که برخی از آن‌ها به عنوان جایگزین مستقیم برای پلاستیک‌های معمولی مانند پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) طراحی شده اند. این پلاستیک‌های زیستی را می‌توان مستقیما در فرایندهای تولید موجود با کم‌ترین تنظیمات مورد استفاده قرار داد، که آن‌ها را برای صنایعی که به دنبال گذار بدون دردسر به مواد پایدارتر هستند، جذاب می‌کند. مزیت اصلی این پلاستیک‌های زیستی توانایی آن‌ها برای ادغام با زیرساخت‌های پلاستیکی کنونی و در عین حال کاهش اثرات زیست‌محیطی به دلیل منشأ زیستی آن‌هاست.
از سوی دیگر، پلاستیک‌های زیستی گاه به راحتی با پلاستیک‌های سنتی قابل تعویض نیستند. این مواد اغلب نیاز به اصلاح یا ترکیب با بسپارهای دیگر برای بهبود خواص خود برای کاربردهای خاص دارند. به عنوان مثال، PLA در مقایسه با پلاستیک‌های نفت‌پایه مقاومت حرارتی کمتری دارد و استفاده از آن را در کاربردهای با دمای بالا محدود می‌کند. به طور مشابه، PHAها خواص مکانیکی متفاوتی را نشان می‌دهند که استفاده از آن‌ها را در صنایعی که به استحکام و انعطاف پذیری پلاستیک‌های معمولی نیاز دارند محدود می‌کند. در بیشتر موارد، پلاستیک‌های زیستی مانند PLA و PHA با هم‌بسپارها ترکیب می‌شوند تا عملکرد مکانیکی، دوام و تطبیق‌پذیری آن‌ها را بیافزایند. با این حال، این خاصیت زیست تخریب پذیری است که توجه زیادی را به خود جلب کرده است و راه حلی برای مشکل پسماند‌های پلاستیکی ارائه می‌دهد.
تقاضا برای زیست تخریب پذیری
پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر به ویژه برای کاربردهای یکبار مصرف مانند بسته بندی مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. با افزایش آگاهی جهانی در مورد آلودگی پلاستیک، تقاضای روزافزونی برای موادی وجود دارد که می‌توانند در شرایط طبیعی تخریب شوند. پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر مانند PLA و PHA به انتخاب‌های محبوب در این زمینه تبدیل شده اند. آن‌ها می‌توانند به اجزای آلی مانند آب، کربن دی اکسید و زیست توده تجزیه شوند و در نتیجه اثرات زیست محیطی پسماند‌های پلاستیکی را بکاهند. این تقاضا به دلیل طیف وسیعی از قوانین جدید برای سرکوب پلاستیک‌های یکبار مصرف ایجاد شده است. به عنوان مثال، چین، پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر را از ممنوعیت پلاستیک‌های یک بار مصرف مستثنی کرده است، که نشان می‌دهد مشکلات پایان عمر این مواد مانند سایر پلاستیک‌ها نیست.
با این حال، برای زیست تخریب پذیری خوب، این پلاستیک‌های زیستی به شرایط خاصی در محیط خود نیاز دارند. اگر در محیط‌های بی هوازی در محل دفن زباله قرار گیرند، به هیچ وجه تخریب نمی شوند. به طور کلی، این پلاستیک‌ها برای تولید کود در محیط‌های صنعتی طراحی شده اند، اگرچه برخی از آن‌ها بسته به ترکیب بسپاری قابل کود شدن در خانه هستند. با این شرایط این احتمال وجود دارد که مزایای بالقوه‌ی زیست تخریب پذیری به طور کامل محقق نشود.
هدف چندسازه‌های زیستی غلبه بر محدودیت‌های زیست پلاستیک‌هاست
یکی از راه‌هایی که صنعت با آن به محدودیت‌های زیست پلاستیک‌ها رسیدگی می‌کند، توسعه‌ی چندسازه‌های زیست پلاستیکی است. این مواد زیست پلاستیک‌ها را با پرکننده‌های زیستی مانند الیاف طبیعی مشتق شده از خمیر چوب، آرد چوب و پنبه ترکیب می‌کنند. با ترکیب این الیاف در ماتریس بسپاری در طول فرایند رانشگری، سازندگان می‌توانند استحکام و دوام مواد حاصل را افزایش دهند و آن را برای طیف وسیع تری از کاربردها مناسب کنند. این مواد خواص مکانیکی بسپارها را بهبود می‌بخشد و در عین حال زیست پلاستیک را زیست تخریب پذیر نگه می‌دارد.
با این حال، این روند بدون چالش نیست. دمای رانشگری بالا می‌تواند الیاف طبیعی را تخریب کند که بر کیفیت کلی چندسازه‌های زیستی تاثیر می‌گذارد. در عین حال، اطمینان از اختلاط کافی الیاف و بسپار برای دستیابی به خواص مواد سازگار حیاتی است. برای مقابله با این چالش‌ها، شرکت‌هایی مانند فارل پومینی در حال توسعه رانشگرهای رزینی جدید هستند که به طور خاص برای مدیریت چندسازه‌های زیستی طراحی شده اند. این رانشگرها قادر به حفظ یکپارچگی الیاف طبیعی در حین فراورش و در عین حال توزیع یکنواخت در سراسر ماتریس بسپاری هستند.
چندسازه‌های زیستی همه کاره هستند و خواص مواد آن‌ها را می‌توان با تنظیم نسبت مواد پرکننده و زیست بسپارها کنترل کرد. مناسب بودن آن‌ها برای برنامه‌های کاربردی هنوز به طور کامل بررسی نشده است. یکی از خواص این مواد که می‌توان آن را افزایش داد، زیست تخریب پذیری آن‌هاست و تحت تاثیر چگالی پرکننده‌های زیستی قرار می‌گیرد که وجود آن می‌تواند تخریب پلاستیک‌های ضخیم تر و حجیم تر مانند کارد و چنگال را تسریع بخشد.
به طور کلی، شکاف بین وعده‌ها و عملکرد پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر هنوز قابل توجه است. با این حال، در کنار توسعه‌ی زیرساخت‌های بهتر برای کود شدن این مواد، نوآوری‌هایی مانند چندسازه‌های زیستی ممکن است مواد مناسب‌تری برای غلبه بر این چالش‌ها تولید کنند.
