کاربرد پلیمرهای زیست­ تخریب­ پذیر در بسته­ بندی مواد غذایی

در دهه ­ها­ی اخیر استفاده از بسپارها در صنعت بسته ­بندی مواد غذایی به واسطه ­ی ایجاد طیف گسترده­ای از خواص و به ویژه شفافیت بالا، مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه استفاده ­ی گسترده از بسپارهای مصنوعی به واسطه ­ی عدم زیست­ تخریب ­پذیریشان مشکلات زیست ­محیطی متعددی را در درازمدت رقم می­زند اما در حال حاضر امکان جایگزینی 100% این مواد با انواع بسپارهای زیست­ تخریب­ پذیر میسر نیست و به زمان بیشتری برای این جایگزینی نیاز است. در این نوشتار به طور خلاصه کاربرد بسپارهای زیست تخریب­ پذیر در صنعت بسته­ بندی مواد غذایی بررسی می­شود.

معرفی

امروزه درسرتاسر جهان مصرف انواع پلاستیک حدود 200 میلیون تن گزارش می­شود که این رقم سالانه حدود 5% رشد خواهد داشت. استفاده از انواع پلاستیک­های پایه­ نفتی همچون: پلی­اتیلن­ترفتالات (PET)، پلی­ وینیل­ کلرید (PVC)، پلی ­اتیلن (PE)، پلی­ پروپیلن (PP)، پلی­استایرن (PS) و پلی ­آمید (PA) به دلیل قیمت مناسب و خواص مکانیکی خوب همچون: استحکام کششی و برشی بالا، سد­گری مناسب در برابر اکسیژن و کربن­ دی ­اکسید و … مورد توجه صنایع مختلف و به ­ویژه بسته ­بندی قرار گرفته است اما به دلیل گسترش قوانین و استانداردهای زیست ­محیطی، استفاده از انواع پلاستیک­های پایه ­نفتی با محدودیت­های جدی روبه ­روست.

رشد آگاهی عمومی از اهمیت جایگزینی پلاستیک­های زیست­ تخریب ­پذیر با انواع پلاستیک­های پایه ­نفتی، کاربرد هرچه بیشتر انواع پلاستیک­های پایه ­زیستی را به ارمغان خواهد آورد. بسیاری از بسپارهای مصنوعی که از نشاسته، سلولز و یا لیگنین تهیه می­شوند؛ ساختار زیست ­تخریب ­پذیر دارند. زیست­ تخریب­ پذیری نهایی بسپار، وابسته به ساختار و پیوندهای شیمیایی موجود در آن است. به عنوان مثال بسپاری همچون Nylon9 که از بسپارش مواد زیست­ تخریب­ پذیر و پایه ­زیستی همچون تکپار (مونومر) ­اولئیک ­اسید و پلی­ آمید11 (تهیه شده از روغن کرچک) تولید شده است؛ به دلیل اصلاح شیمیایی صورت گرفته و ساختار نهایی آن، بسپاری غیر زیست­ تخریب­ پذیر به­ شمار می­آید.

از آنجایی که هر پلاستیک آمیزه ­ای از یک یا چند بسپار و همچنین چندین عامل شیمیایی همچون: افزودنی، پایدارکننده، رنگدانه و کمک فرآیندهاست بنابراین تولید آمیزه ­ای 100% زیست­ تخریب ­پذیر، اندکی دشوار و پیچیده خواهد بود و البته نیازمند به پیشرفت فناوری­های تولید.

شیمی تخریب

آهنگ زیست­ تخریب­ پذیری وابسته به دما، رطوبت، نوع و تعداد میکروب­هایی است که پیرامون بسپار قرار می­گیرند. آهنگ تخریب­ زمانی تسریع می­شود که هر سه پارامتر معرفی شده در دسترس باشند. در این صورت پلاستیک­های زیست ­تخریب ­پذیر طی 6 تا 12 هفته تبدیل به زیست­ توده، آب و کربن ­دی­ اکسید خواهند شد. به ­طور کلی بسپارها (طبیعی و مصنوعی) طی سازوکار زیست­ تخریب ­پذیری اکسایشی تخریب و تجزیه می­شوند.

(ادامه دارد …)