اختصاصی بسپار/ آیا پلاستیک‌‌های زیستی و مواد گیاهی از پلاستیک‌‌های رایج، ایمن‌‌تر هستند؟

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر سمیت برون‌‌تنی (In vitro) و ترکیب شیمیایی

پلاستیک‌‌های زیستی به عنوان جایگزینی برای پلاستیک‌‌های زیست‌‌تخریب‌‌ناپذیر با منشاء نفتی گسترش می‌‌یابند. با حجم تولید 11/2 میلیون تن در سال 2018، سهم بازار فروش آن‌‌ها بسیار کم بود (1 درصداز کل پلاستیک‌‌ها)، اما انتظار می‌‌رود که در آینده افزایش یابد. عبارت “پلاستیک زیستی“ هنوز به خوبی شناخته نشده است. آن‌‌ها متشکل از مواد اولیه تجدید‌‌پذیر (منشاء زیستی برای مثال پلی‌‌اتیلن زیستی، Bio-PE)، یا موادی که در معرض تخریب طبیعی (زیست‌‌تخریب‌‌پذیر مانند پلی‌‌بوتیلن سوکسینات، PBS) هستند و یا موادی که هم تجدید‌‌پذیر و هم قابلیت تخریب طبیعی دارند (برای مثال پلی‌‌لاکتیک اسید،(PLA می‌‌باشند.در سال 2018 در بازار فروش، مواد مشابه، مانند آمیخته‌‌های نشاسته نیز به عنوان پلاستیک‌‌های زیستی توسط سازمان پلاستیک‌‌های زیستی اروپایی شناخته شدند. در حال حاضر این موضوع روشن نیست که آیا آن‌‌ها یا دیگر مواد پایه گیاهی که اغلب آمیخته‌‌هایی با مواد مصنوعیهستند (برای مثال مواد با منشاء سلولز و بامبو) در این طبقه‌‌بندی قرار می‌‌گیرند. در هر صورت، آن‌‌ها برای برآوردن همان عملکرد مواد پلاستیکی رایج تولید می‌‌شوند و به نظر مصرف‌‌کننده می‌‌رسند.

عبارت پلاستیک‌‌های زیستی بر این موضوع تاکید دارد که آن‌‌ها ویژگی‌‌های مطلوب مشابه پلاستیک‌‌های با منشاء نفتی را دارند (برای مثال ارزان، سبک و منعطف هستند) اما ویژگی مثبت طبیعی‌‌ بودن نیز دارند. در همین راستا، آن‌‌ها به عنوان موادی با زیست‌‌پایداری بیشتر از پلاستیک‌‌های رایج به فروش می‌‌رسند. اگرچه، شواهد علمی کمی وجود دارد که این مسئله را پشتیبانی کند. به عنوان مثال، برخی پلاستیک‌‌های زیست‌‌تخریب‌‌پذیر در شرایط صنعتی یا طبیعی تخریب نمی‌‌شوند. زمانی که ارزیابی و بهبود عملکرد زیست‌‌محیطی پلاستیک‌‌های زیستی و جایگزین‌‌های پلاستیک‌‌های مرسوم انجام می‌‌شود، توجه اصلی بر هر یک از دو مرحله تولید (برای مثال، اثر کربن، مواد اولیه تجدید‌‌پذیر) یا عمر مفید (برای مثال، تخریب‌‌پذیری) است. معمولا کارایی و عملکرد در طول مرحله‌‌ی مصرف مانند مجاورت انسان با مواد شیمیایی، زمانی که زیست‌‌پایداری مواد ارزیابی می‌‌شود، اغلب در نظر گرفته نمی‌‌شود. در همین راستا، عبارات ایمنی شیمیایی پلاستیک‌‌های زیستی که شناسایی ترکیبات موجود در یک ماده و سمیت (مخلوط) آن‌‌ها و هم‌‌چنین مجاورت انسان با این ترکیباتمی‌‌باشد، بسیار کم شناخته شده است. این فواصل در دانش انسانی، مشکل‌‌ساز است، زیرا مجاورت انسان با مواد شیمیایی حاصل ازپلاستیک‌‌های زیستی و مواد پایه گیاهی با افزایش کاربرد آن‌‌ها، افزایش خواهد یافت.

ترکیباتی که معمولا در پلاستیک‌‌ها استفاده می‌‌شوند شامل افزودنی‌‌ها مانند نرم‌‌کننده‌‌ها، پاداکسنده‌‌ها (antioxidants) و پایدار‌‌کننده‌‌ها هستندکه عملکرد مواد و هم‌‌چنین حلال‌‌ها و یاریگر‌‌ها (catalysts) که امکان تولید را فراهم می‌‌کنند، را بهبود می‌‌‌‌دهند. به علاوه، دیگر مواد کمکی (برای مثال، تکپار‌‌های واکنش نداده) و اجزای افزودنی ناخواسته (NIAS و محصولات جانبی و یا شکسته شده) نیز حضور دارند. اگرچه، هر ترکیبی مخصوص به یک بسپار است، ولی به طور کلی مواد رایج و هم‌‌چنین پلاستیک‌‌های زیستی و زیست‌‌تخریب‌‌پذیر می‌‌توانند همه‌‌ی این طبقه‌‌بندی‌‌های شیمیایی را دارا باشند.

افزودنی‌‌ها مخصوصا مناسب بسپار‌‌هایی هستند که از منابع طبیعیمانند نشاسته و سلولز، یا از ریزاندامگان‌‌ها، مانند PLA، استخراج شدند، زیرا خواص فیزیکی آن‌‌ها مانند مقاومت گرمایی و خواص سد‌‌گری، محدود هستند. از آن‌‌جایی‌‌که اکثر این ترکیبات به صورت پیوند اشتراکی به بسپار پیوند نمی‌‌خورند، آن‌‌ها می‌‌توانند به هوا، جامدات (برای مثال کالای بسته‌‌بندی شده یا خاک) یا مایعات (مانند نوشیدنی‌‌ها) در فرایندی تحت عنوان مهاجرت شیمیایی، منتقل شوند. بنابراین، پلاستیک‌‌ها منبع اصلی مجاورت و در معرض‌‌قرارگیری انسان و هم‌‌چنین زمین و زیست‌‌بوم‌‌‌‌های آبیبا مواد شیمیایی هستند.

در مطالعات قبلی، نشان داده شد که عمده‌‌ی محصولات مصرفی، از پلاستیک‌‌های رایجی هستند که حاوی مواد شیمیایی هستند که در آزمایشات برون‌‌تنی سمی‌‌ می‌‌باشند. اتفاقا، این موضوع برای سری کوچکی از پلاستیک‌‌های زیستی که مورد آزمایش قرار گرفتند، صادق بود.بر این اساس، هدف این مطالعه، بررسی این‌‌ است که آیا گستره‌‌ی وسیع‌‌تری از پلاستیک‌‌های زیستی و مواد با منشاء گیاهی حاوی مواد شیمیایی سمیت‌‌زا هستند، انجام شد.

فرض شد سمیت برون‌‌تنی مواد شیمیایی موجود در پلاستیک‌‌های زیستی و مواد پایه گیاهی با پلاستیک‌‌های پایه نفتی زیست‌‌تخریب‌‌ناپذیر قابل مقایسه است و سمیت آن‌‌ها در محصول نهایی پر‌‌رنگ‌‌تر از دانه‌‌هایپلاستیک اولیه پیش از تولید آن‌‌ها است. 43 نمونه که 9 ماده را پوشش می‌‌دهد، ارزیابی شد که بر اساس مواد اولیه‌‌، زیست‌‌تخریب‌‌پذیری و مرحله‌‌ی فراورش دسته‌‌بندی شدند. این نمونه‌‌ها استخراج شد و سمیت مبنای مواد استخراجی، ایجاد تنش اکسایشی و فعالیت درون‌‌ریزی (endocrine، ویژگی دسته‌ای از غدد و ساختارهای ترشحی که مواد ترشحی خود را به درون خون می‌ریزند، مترجم) آزمایش گردید. به علاوه، طیف‌‌سنجی جرمی با وضوح زیاد بدون هدف (UPLC-QTOF-MS/MS)برای مشخص کردن مواد شیمیایی موجود در محصولات انجام داده شد.

برگردان : مهندس مهسا امیرشاهرخی

متن کامل این مقاله را در شماره ۲۲۴ ماهنامه بسپار که در نیمه خرداد ماه ۱۴۰۰ منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.