اختصاصی بسپار/ زیست‌پلاستیک‌ها و خمیر چوب جایگزینی پایدار و اقتصادی برای بسته‌بندی‌های سخت
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر پژوهش‌های اخیر انجام شده توسط شرکت Farrel Pomini، FPInnovations و رهبران صنعت، قابلیت تجاری ترکیبات زیست‌پایه و پوسانش‌پذیر مانند پلی‌لاکتیک اسید (PLA) و پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ها (PHA) را در ترکیب با سطوح بالای الیاف در انواع محصولات بسته‌بندی یک‌بار مصرف نشان داده است. این پیشرفت راه را برای تولید محصولات سازگار با محیط زیست مانند ظروف یک‌بار مصرف هموار می‌کند.
Farrel Pomini، سازنده تجهیزات آمیزه‌سازی و FPInnovations، بزرگ‌ترین سازمان پژوهشی خصوصی جنگلداری جهان، فناوری تولید آمیزه‌های زیست‌پایه صنعتی با محتوای الیاف تا 60 درصد را اثبات کرده‌اند. این آمیزه‌ها که با استفاده از مخلوط کن پیوسته Farrel تولید شده‌اند، برای ساخت محصولات مختلفی از جمله چاقوهای یک‌بار مصرف تزریقی با نهایت 40 درصد الیاف، ورق‌های رانشگری شده و قطعات گرماشکل‌دهی شده با محتوای الیاف بین 0.5 درصد تا 10 درصد هستند. یکی از نکات قابل توجه این است که محصولات نهایی بدون بو و با رنگ روشن هستند که به دمای پایین فرایند نسبت داده می‌شود.
استفاده از سلولز خمیر چوب
توسعه این رزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر پر شده با سلولز، نتیجه تلاش مشترکی به رهبری FPInnovations است. Farrel Pomini نقش مهمی در تولید این آمیزه‌ها در مقیاس‌های آزمایشی و صنعتی با استفاده از فناوری اختلاط پیوسته خود داشته است. در این نوآوری پسماند چوب اره شده به صورت خمیری تصفیه شده درمی‌آید که بیشتر لیگنین را حذف می‌کند و سلولز و شبه‌سلولز را باقی می‌گذارد.
محتوای کم لیگنین در این خمیر چوب آن را برای کاربردهای تماس با مواد غذایی مناسب می‌کند و شرایط فرآوری و مقاومت گرمایی را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، در دسترس بودن و پوسانش‌پذیری ذاتی آن، این محصول را برای راه‌حل‌های روزمره‌ی زیست‌پایدار بسیار مناسب می‌کند.
مزایای افزودن الیاف سلولزی:
Farrel Pomini و FP Innovations دریافتند که افزودن الیاف سلولزی در آمیزه‌های PLA و PHA چندین مزیت قابل توجه دارد:
- کیفیت پراکنش بالا: آمیزه‌ها پراکنش عالی تا 60 درصد محتوای سلولز را نشان می‌دهند.
- مقاومت گرمایی بهبود یافته: دمای دوگ (HDT) قطعات از جنس PLA بلورین با افزودن الیاف سلولز به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد، با 5 درصد خمیر چوب از 100 درجه‌ی سلسیوس فراتر می‌رود و با 20 درصد محتوای خمیر به 150 درجه‌ی سلسیوس می‌رسد. این بهبود، آمیزه‌ها را برای کاربردهای در تماس با غذا و مایعات داغ مناسب می‌سازد.
- خواص مکانیکی: افزودن تا 5 درصد خمیر چوب، مدول کششی، استحکام کششی و مقاومت ضربه را حفظ می‌کند یا بهبود می‌بخشد؛ بدون اینکه به طور قابل توجهی بر خواص کشش تاثیر بگذارد.
یک ویژگی مهم این ترکیبات PLA پر شده با سلولز، زیست تخریب پذیری سریع‌تر آن‌ها در مقایسه با PLA خالص است. آزمایش‌های انجام شده مطابق با استانداردهای ISO 14855-1 نشان داد که ترکیبات PLA با 20 درصد سلولز در 25 روز اول نرخ زیست تخریب پذیری سریع‌تری نسبت به PLA خالص نشان دادند. علاوه بر این، ترکیبات با 5 درصد از نوع دیگری از محصول سلولز به زیست تخریب پذیری 90 درصد تقریبا 30 روز زودتر از PLA خالص رسیدند.
مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی
گنجاندن الیاف سلولزی در رزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر چندین مزیت اقتصادی و زیست‌محیطی ارائه می‌دهد، از جمله:
- هزینه‌های پایین‌تر در مقایسه با زیست‌بسپار خالص
- بهبود قابلیت پوسانش‌پذیری محصولات نهایی
- بهینه‌سازی خواص مکانیکی
- بهبود مقاومت گرمایی
- کاهش ردپای کربن
توسعه و مقیاس‌پذیری موفقیت‌آمیز رزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر پر شده با سلولز، جهش قابل توجهی به سمت راه‌حل‌های زیست‌پایدار برای محصولات روزمره از جنس پلاستیک را نشان می‌دهد. این پیشرفت‌ها نشان‌دهنده گامی مهم در جهت توسعه‌ی زیست‌پایدار و حفاظت از محیط زیست است. با استفاده از منابع طبیعی تجدیدپذیر و فناوری‌های پیشرفته، صنعت بسته‌بندی می‌تواند به سمت آینده‌ای سبزتر و زیست‌پایدارتر حرکت کند.
