مقالات

بسپارهای زیست پایه: وضعیت امروز، چشم انداز آینده

بسپار/ایران پلیمر، در میان صنایع مختلف، صنایع شیمیایی از نظر مصرف انرژی رتبه اول جهان را به خود اختصاص می‌دهند. محصولات اصلی صنایع شیمیایی، مواد آلی و ترکیبات بسپار هستند. در سال ۲۰۱۵ میلادی، میزان تولید بسپار به بیش از ۳۱۵ میلیون تن رسید که مواد اولیه­ ی ۹۴ درصد آن­ها از منابع فسیلی (نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ) تامین شده است.

 از ابتدای قرن بیست و یکم، کاهش ذخیره­ی منابع هیدروکربوری و افزایش قیمت نفت به دلیل منازعات سیاسی از یک سو و بروز پدیده­ی گرمایش جهانی در نتیجه افزایش میزان گازهای گلخانه­ای و فشار سازمان­های دوست­دار محیط زیست بر دولت­ها برای کاهش این گازها از سوی دیگر سبب شده­اند تا توجه جامعه­ی جهانی به سمت آن دسته از محصولات شیمیایی و بسپارها جلب شود که نه از منابع فسیلی بلکه از منابع تجدیدپذیر (Renewable) و زیست­پایه (Biobased) قابل تولید باشند. هر چند مدت زیادی از این تغییر دیدگاه نگذشته و عملکرد تعدادی از کشورها هم به دلایلی با سیاست­های جامعه جهانی هم­راستا نبوده ­است؛ با این همه، اتفاقاتی که توسط بازیگران مهم و در جای جای دنیا در حال انجام است چشم ­انداز روشن و امیدوارکننده­ای را برای افزایش سهم واحدهای سازنده (Building blocks) تجدیدپذیر و در نتیجه توسعه بسپارهای زیست ­پایه به تصویر می­کشد. این امیدواری زمانی افزایش می­یابد که بدانیم غول­های بزرگ تجارت و فناوری مانند کوکاکولا، BASF، DuPont و فورد برای کسب دانش فنی تولید بسپارهای زیست­ پایه و نیز تجاری ­سازی آن­ها سرمایه ­گذاری قابل ملاحظه­ای کرده­اند. توسعه­ی چشم­گیر پلاستیک­هایی که به­ طور کامل و یا جزئی زیست­ پایه ­اند (مانند PLA و PET-30)، خود گواهی بر این مدعا است. زمینه­های کاربرد بسپارهای زیست­پایه جدید، بسیار گسترده­اند، اما این بسپارها صنعت بسته­بندی را بیشتر از هر صنعت دیگری تحت تاثیر قرار داده­اند (شکل ۱).

شکل ۱- سهم صنایع مصرف­ کننده­ ی بسپارهای زیست ­پایه در سال ۲۰۱۵ (هزار تن)
 

زیست­ پایه چیست و زیست­ تخریب ­پذیر (Biodegradable) کدام است؟

ممکن است واژه ­های «بسپار زیستی (Bio-polymer)»، «بسپار زیست­پایه» و «بسپار زیست ­تخریب­ پذیر» یکسان فرض شوند؛ در حالی­که چنین نیست. در خیلی از مواقع می­توان دو واژه­ی بسپار زیستی و بسپار زیست­پایه را به جای هم به­کار برد؛ اما به­طور کلی، هیچ نسبت مشخص و معنی­داری بین بسپارهای زیست ­پایه و بسپارهای زیست­ تخریب­ پذیر وجود ندارد. طبق استاندارد ASTM مواد زیست ­پایه موادی هستند که محتوای کربن آن­ها در یک دوره­ی زمانی کوتاه­ (چند ساله)، به وسیله­ی یک فرایند زیستی و از منابع تجدیدپذیر تولید شده باشد. بر اساس این تعریف، چوب، ذرت، سویا، گندم و به­طور کلی همه­ ی اجزای تشکیل­ دهنده ­ی گیاهان و جانوران را می­توان جزء مواد زیست ­پایه به حساب آورد. در واقع، زیست­ توده­ها­ی (Biomass) گیاهی مرسوم­ترین مواد زیست­ پایه هستند؛ زیرا گیاهان واکنشگاه های زیستی پیچیده­ای هستند که در یک دوره زمانی کوتاه، از طریق فرایند سنتز نوری (فتوسنتز)، دی­اکسیدکربن موجود در محیط را تثبیت کرده و به زیست­توده تبدیل می­کنند. در نتیجه، مواد زیست­پایه تجدیدشونده ­اند و در یک دوره زمانی کوتاه­ مدت خود را باز تولید می­کنند. این دوره زمانی ممکن است کمتر از یک سال (مانند گندم، نیشکر و ذرت) و یا معادل عمر متوسط یک انسان باشد (مانند درختان).
مواد زیست ­تخریب­ پذیر، موادی هستند که وقتی در محیط زیست قرار می­گیرند، ریزجانداران­ (میکروارگانیسم­­ها) (نظیر آنزیم­ها، باکتری­ها، قارچ­ها و جلبک­ها) می‌توانند پیوندهای شیمیایی میان اتم­های آن­ها را بشکنند و ساختار آن­ها را تخریب و تجزیه نمایند؛ به­ گونه ­ای که در نهایت آن ماده در یک دوره­ی زمانی نه چندان طولانی به ­طور کامل به دی ­اکسیدکربن، آب، متان، نمک­ های معدنی و یک زیست­ توده جدید (اعضای بدن ریزجاندار) تبدیل ­می­شود. نکته مهم و ظریف در این تعریف، تاکید کردن بر تجزیه کامل ماده و تبدیل شدن آن به دی­اکسید کربن، آب، متان، نمک­های معدنی و زیست­توده است. با توجه به این نکته، موادی که مولکول­های آن­ها پس از قرار گرفتن در محیط به­طور کامل تجزیه نمی­شوند بلکه قطعه قطعه شده (Fragmentation) و به مولکول­های کوچک­تر تبدیل می­شوند و همین­طور موادی که دوره تجزیه کامل آن­ها خیلی طولانی باشد را نمی­توان زیست ­تخریب­ پذیر نامید.

سعید امامی- مدیر پژوهش و فناوری پتروشیمی شهید تندگویان

(ادامه دارد…) 

متن کامل این مقاله را در شماره ۱۸۴ام  ماهنامه  بسپار که در دی ماه منتشر شده است بخوانید. 


در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکارخانم ارشاد .تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه اصلی همین سایت وجود دارد.


نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا