اختصاصی بسپار/ پژوهشگران فنلاندی فیلمها و پوششهای ۱۰۰ درصد سلولزی برای بستهبندی توسعه دادند
بسپار/ ایران پلیمر یک پلتفرم جدید مواد مبتنی بر سلولز که در فنلاند توسعه یافته است، پاسخی به الزامات سختگیرانهتر قوانین و فشار روزافزون صنعت برای جایگزینی و کاهش مصرف پلاستیک در بستهبندی ارائه میدهد؛ از جمله مقررات جدیدی که میزان پلاستیک در مواد بستهبندی الیافی را به کمتر از ۵ درصد وزنی محدود میکنند.
این فناوری امکان تولید فیلمها و پوششهای شفاف و با عملکرد بالا را فراهم میکند که از نظر کارایی با پلاستیک قابل رقابت هستند، در عین حال قابلیت تولید در مقیاس صنعتی، بازیافت آسانتر یا تجزیه زیستی در محیطهای مختلف را نیز فراهم میکنند.
ایجاد تعادل میان عملکرد، قابلیت بازیافت و تجزیهپذیری زیستی
مرکز تحقیقات فنی VTT و دانشگاه LUT در قالب پروژه F3 (Films for Future) موفق به توسعه فیلمها و پوششهای کاملاً سلولزی شدهاند که به صنعت بستهبندی کمک میکند ضمن کاهش یا حذف پلاستیک، الزامات عملکردی و فرآیندی را نیز حفظ کند.
این مواد علاوه بر داشتن عملکردی مشابه پلاستیک، برای پایان عمر محصول نیز طراحی شدهاند؛ بهگونهای که:
- فیلمهای سلولزی ذاتاً زیستتخریبپذیر هستند.
- پوششها بهگونهای طراحی شدهاند که هم در سامانههای بازیافت بستهبندیهای الیافی قابل بازیافت باشند و هم در صورت نیاز قابلیت تجزیه زیستی داشته باشند.
فناوری جدید امکان فرآوری سلولز را بهعنوان یک پلیمر و نه صرفاً الیاف فراهم کرده است. در نتیجه فیلمهایی شفاف با خواص مکانیکی و سدگری مشابه پلاستیک تولید میشوند.
این دستاورد همزمان با سختگیرانهتر شدن مقرراتی مانند مقررات بستهبندی و پسماند بستهبندی اتحادیه اروپا (PPWR) در زمینه قابلیت بازیافت، ترکیب مواد و ارزیابی چرخه عمر عرضه شده است.
علی هارلین، استاد پژوهشی VTT و از هماهنگکنندگان اصلی پروژه F3، میگوید: فیلمهای پلاستیکی یکی از پرمصرفترین انواع بستهبندی هستند، اما در عین حال بازیافت آنها دشوار بوده و یکی از منابع اصلی آلودگیهای ماندگار محیطزیست محسوب میشوند. همزمان در تلاش هستیم به تولیدکنندگان کمک کنیم ضمن رعایت مقررات جدید، حفاظت از محصول، ماندگاری و بهرهوری فرآیند تولید را حفظ کنند. مواد سلولزی راهکارهای پایدار جدیدی را برای صنعت بستهبندی فراهم میکنند.
پلتفرم F3 بهگونهای طراحی شده که با فناوریهای رایج تبدیل بستهبندی (Converting) سازگار باشد و بسته به نوع کاربرد، در جریانهای بازیافت موجود یا مسیرهای تجزیه زیستی قرار گیرد. برخلاف بسیاری از مواد زیستپایه، این فناوری نیاز به مصالحه میان عملکرد و مدیریت پایان عمر محصول را از بین برده است.
این پروژه بر پایه پیشرفتهای حاصل در فناوری حلسازی و بازتولید سلولز بنا شده و امکان تولید فیلمهایی با شفافیت بالا، استحکام مکانیکی مناسب و خواص سدگری مطلوب را فراهم کرده است. همچنین سازگاری آن با فرآیندهای رایج مانند ترموفرمینگ نیز به اثبات رسیده است.
قابلیتهایی فراتر از جایگزینی پلاستیک
به گفته پژوهشگران، این پلتفرم تنها برای جایگزینی پلاستیک طراحی نشده و میتواند کاربردهای چندمنظورهای نیز داشته باشد، از جمله:
- پوششهای سدگر
- خواص ضدمیکروبی
- ویژگیهای آنتیاکسیدانی
- بستهبندیهای هوشمند واکنشپذیر نسبت به رطوبت، ترکیب گازها یا pH
این قابلیتها با روند حرکت صنعت بستهبندی به سمت بستهبندیهای فعال و هوشمند همسو است.
تولید آزمایشی موفق
پروژه F3 که در مارس ۲۰۲۶ به پایان رسید، امکان تولید فیلمها و پوششهای سلولزی را در مقیاس پایلوت برای کاربردهای مختلف به اثبات رساند.
نتایج نشان داد:
- فیلمهای سلولزی میتوانند بهعنوان یک بستهبندی شفاف مستقل با قابلیت تجزیه زیستی ذاتی مورد استفاده قرار گیرند.
- پوششهای سلولزی لایههای سدگری با عملکرد بالا ایجاد میکنند که ضمن حفظ قابلیت بازیافت بستهبندیهای الیافی، در صورت نیاز قابلیت تجزیه زیستی نیز دارند.
کاربردهای اولیه و عملکرد فنی
مرحله بعدی پروژه بر تجاریسازی این فناوری با تمرکز بر کاربردهای زیر متمرکز خواهد بود:
- بستهبندی مواد غذایی خشک
- محصولات نانوایی
- بستهبندیهای الیافی نیازمند لایههای شفاف سدگر
فیلمهای سلولزی توسعهیافته دارای:
- نرخ عبور اکسیژن (OTR) کمتر از ۱ cc/m²/day در دمای ۲۳ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۵۰ درصد هستند؛ عملکردی مشابه فیلمهای پلاستیکی متداول.
همچنین پوششهای سلولزی:
- OTR کمتر از ۰٫۲ cc/m²/day
- مقاومت در برابر نفوذ چربی در سطح KIT 12
را در بستهبندیهای الیافی قابل بازیافت فراهم میکنند.
پژوهشهای آینده بر بهبود عملکرد ممانعتی در شرایط رطوبت بالا، ترکیب چندین عملکرد در یک ماده و همچنین توسعه بستهبندیهای هوشمند مجهز به حسگرها متمرکز خواهد بود.
فراتر از صنعت بستهبندی
علاوه بر بستهبندی، این پلتفرم سلولزی قابلیت استفاده در حوزههای دیگری مانند:
- تجهیزات پزشکی
- صنایع الکترونیک
- پوششهای عملکردی
را نیز دارد و میتواند نقش مهمی در توسعه نسل آینده مواد تجدیدپذیر ایفا کند.
این پروژه در راستای راهبرد مرکز تحقیقات VTT برای تسریع رشد پایدار، نوسازی صنایع و کمک به تجاریسازی فناوریهای نوین در مسیر گذار سبز انجام شده است.
پروژه Films for Future (F3) با همکاری VTT، دانشگاه LUT و ۳۴ شریک صنعتی اجرا شد و از حمایت مالی صندوق توسعه منطقهای اروپا (ERDF) بهرهمند بود.
