پلاستیک ماده ای است که از صنایع پتروشیمی و مشتقات نفتی تولید می شود و باعث ایجاد تحول بسیار عظیمی در زندگی بشر شده‌است. صنعت تولید پلاستیک به عنوان یکی از اختراعات مهم انسان ها این ماده را به یکی از مهمترین مواد مورد نیاز تبدیل کرده‌است. پلاستیک ها با رها شدن در طبیعت تجزیه نمی‌شوند و همین موضوع برای دوستداران محیط زیست به یک چالش بسیار بزرگ تبدیل شده‌است. با افزایش جمعیت و تولید روز افزون زباله های پلاستیکی به محیط زیست و جانداران موجود در آن ضربه های جبران ناپذیری وارد می شود. از طرف دیگر برای بازیافت زباله های پلاستیکی به هزینه های بسیار زیادی نیاز است و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست. با توجه به این که انواع مختلف پلاستیک در صنایع مختلفی مانند صنعت پزشکی، صنعت بسته بندی، صنعت تولید مواد غذایی و غیره کاربرد گسترده‌ای دارد، به هیچ وجه امکان حذف این ماده پرکاربرد از صنایع وجود ندارد.با توجه به اهمیت استفاده از پلاستیک در صنعت، محققان با کمک فناوری های جدید و استفاده از منابع گیاهی پلاستیک های تجزیه پذیر یا بیوپلاستیک تولید کردند. بیوپلاستیک آسیبی به محیط زیست وارد نمی کند و کارایی بالایی دارد. در این مقاله قصد داریم اطلاعات بیشتری درباره اینکه بیوپلاستیک چیست، ویژگی ها و مزایای بیوپلاستیک در اختیار شما قرار دهیم.
بیوپلاستیک چیست؟
یکی از دستاوردهای زیستی جدید که با نام پلاستیک سبز هم شناخته می‌شود و آثار مخرب پس ماندهای پلاستیکی به محیط زیست را به میزان زیادی کاهش می دهد، بیوپلاستیک، پلاستیک تجزیه پذیر یا پلاستیک زیست تخریب پذیر نام دارد. البته تنها یک درصد از کل پلاستیک های جهان بیوپلاستیک می باشند و استفاده از آن ها در بسیاری از کشورها در حال رشد است. پیش بینی ها نشان می دهد که تا سال 2020 حدود 2.5 درصد از بازار به پلاستیک های تجزیه پذیر اختصاص پیدا کند. بیوپلاستیک ها انواع مختلفی دارند و از لحاظ مواد شیمیایی به کار رفته متفاوت هستند.اگر این نوع پلاستیک وارد طبیعت شود بعد از مدتی کوتاه تجزیه شده و به کود گیاهی تبدیل می‌شود. اولین پلاستیک های زیست تخریب ناپذیر در سال 1862 میلادی کشف و اختراع شدند. ماده نیترات سلولز به عنوان اولین واحد ساختاری بیوپلاستیک به دلیل داشتن قابلیت انطباق پذیری با استقبال زیادی از طرف عموم مواجه شد. اما به خاطر بالا بودن هزینه های تولید، تولید کنندگان موفق به تجاری شدن این محصول نشدند. ترکیبات PHB و PLA به عنوان دو ترکیب مهم و ارزان از مشتقات نفتی در سال 1920 الی 1930 به شدت در تولید بیوپلاستیک کاربرد داشتند.به مروز زمان چند سال بعد جنبش های حمایت از محیط زیست به اوج رسید و همین موضوع باعث شد که تولید پلاستیک رواج پیدا کند. تا اینجا به موضوع بیوپلاستیک چیست پرداختیم در ادامه به انواع و کاربردهای آن می پردازیم.
آشنایی با انواع بیوپلاستیک و کاربردهای آن ها
در این بخش کارایی انواع مختلف پلاستیک زیست تخریب پذیر و ترکیبات متفاوت آن را معرفی می کنیم.
- ترموپلاستیک نشاسته
ترموپلاستیک نشاسته ای تقریبا پنجاه درصد از کل بازار پلاستیک های تجزیه پذیر را به خود اختصاص داده است و دارای مقاومت رطوبتی بسیار خوبی می باشد. اثر کربنی ترکیبات نشاسته ای نسبت به پلاستیک های نفتی کمتر است اما تجزیه پذیر نیست. نشاسته بعد از ترکیب با پلیمرهای تجزیه پذیر به اسید نشاسته و اسید پلی لاکتیک تبدیل می شود. این دو ترکیب کاربرد بسیار گسترده ای در صنعت دارند و با قرار گرفتن در محیط زیست تجزیه شده و به کود تبدیل می شوند.بیوپلاستیک نشاسته ای برای بسته بندی مواد غذایی، میوه ها، انواع کالا و پوشش مجلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول به عنوان یک محصول جدید برای تولید کاغذ هم کاربرد دارد.
- بیوپلاستیک سلولزی
بیوپلاستیک سلولزی به عنوان گران قیمت ترین پلاستیک تجزیه پذیر و یکی از استرهای سلولزی یک نوع پلاستیک حرارتی است و در صنعت بسته‌بندی کاربرد کمتری دارد. فیبر سلولزی با اضافه شدن به نشاسته باعث افزایش خاصیت نفوذپذیری پلاستیک در مقابل رطوبت و گازها می شود. این ویژگی نشان دهنده آب گریز بودن سلولز نسبت به نشاسته است.
- بیوپلاستیک پروتئینی
بیوپلاستیک پروتئینی نوعی پلاستیک سبز تجزیه پذیر است که با استفاده از مواد اولیه ای مانند کازئین موجود در شیر، پروتئین سویا، گلوتن گندم تولید می شود. البته به دلیل حساسیت بالای رطوبتی و بالا بودن قیمت بیوپلاستیک های پروتئینی استفاده از این محصول از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. برای کاهش قیمت و افزایش حساسیت رطوبتی بیوپلاستیک های پروتئینی به همراه پلی استر تجزیه پذیر استفاده می شود.
آشنایی با کاربردهای بیوپلاستیک در صنایع مختلف
با افزایش تولید انواع بیوپلاستیک این نوع پلاستیک های تجزیه پذیر برای تولید محصولاتی مانند قاشق، چنگال و ظرف های یکبار مصرف، نی نوشیدنی، گلدان پلاستیکی، نایلکس زباله، بسته بندی ظروف سفالی، لگن و کاسه پلاستیکی و غیره کاربرد زیادی دارند. همانطور که در بخش‌های قبلی هم اشاره شده در سال 2020 میلادی حدود یک درصد از کل پلاستیک‌های تولید شده در جهان از نوع بیوپلاستیک بودند. روز به روز میزان عرضه و تقاضای بیوپلاستیک در بازار افزایش می‌یابد. تولید این محصول از نظر قانونی و قرار گرفتن آن در دستور کار باعث می‌شود که هزینه‌های تولید پلاستیک به میزان زیادی کاهش یابد. در برخی از کشورها مانند ایتالیا از سال 2011 استفاده از پلاستیک‌های تجزیه پذیر به عنوان قانون به تصویب رسیده است. تولید این محصول در ایران اولین بار به سال 1390 بر می‌گردد.
بیوپلاستیک از لحاظ ساختاری و شیمیایی بر پایه شیمی دارای چه ترکیباتی است؟
برای تولید بیوپلاستیک یا پلاستیک سبز و تجزیه پذیر از ترکیبات مونومری و روش های مختلفی استفاده می شود. برای تولید این محصول از سلولز، نشاسته، چربی گیاهی، فیبر، کاه، خاک اره، خرده های چوب، ضایعات بازیافتی استفاده می شود. پلاستیک ها از لحاظ تجزیه پذیری به دو گروه تقسیم می شوند. دسته اول ترکیباتی مانند پلی لاکتیک اسیدهای تولید شده از اسید لاکتیک هستند. در تماس با باکتری ها، آنزیم ها و آب به طور کاملا ذاتی دارای ویژگی تجزیه پذیری هستند. با این قابلیت می توان این نوع بیوپلاستیک را به عنوان یکی از رقبای اصلی پلاستیک نفتی در نظر گرفت. دسته دوم بیوپلاستیک ها شامل مواد پلی اتیلنی هستند که با اضافه شدن موادی مانند نشاسته به پلاستیک تجزیه پذیر تبدیل می شوند. افزودن مواد افزودنی به ترکیبات این نوع بیوپلاستیک کیفیت و کارایی آن را به شدت کاهش می دهد.
بیوپلاستیک چه مزایایی دارد؟
تولید پلاستیک سبز یا بیوپلاستیک مزایای بسیار زیادی به همراه دارد. در تولید این محصولات گازهای گلخانه ای کمتری نسبت به پلاستیک های دیگر تولید می شود. تجزیه پذیری این نوع پلاستیک را می توان به عنوان مهمترین مزایای این محصول معرفی کرد. اگر محصولات ساخته شده با استفاده از بیوپلاستیک در طبیعت رها شوند بعد از مدتی تجزیه خواهند شد و هیچ تاثیر مخربی روی محیط زیست باقی نمی‌گذارند. صرفه جویی در زمان نیز یکی دیگر از مزایای پلاستیک سبز محسوب می‌شوند. به عنوان مثال رستوران‌ها با استفاده از ظروف تولید شده با این نوع پلاستیک دیگر وقت زیادی برای تفکیک زباله‌ها هدر نمی‌دهند. یا استفاده از این پلاستیک به جای مالچ پلی پروپیلن در تولید محصولات کشاورزی، بعد از اتمام فصل زراعی نیازی به جمع آوری و بازیافت پوشش محصولات نیست. زیرا این محصول با تجزیه شدن در خاک میزان کربن آن را افزایش می‌دهد. صرفه جویی در انرژی و استفاده از منابع فسیلی، افزایش بهره وری، کاهش ضایعات پلاستیکی، تغییر ندادن بوی و مزه مواد غذایی در صنایع بسته بندی، حمایت از اقتصاد روستایی و کشاورزی و غیره از مزایای دیگر بیوپلاستیک به شمار می‌روند.
نتیجه گیری
در این مقاله ابتدا به معرفی اینکه بیوپلاستیک چیست، ویژگی ها، انواع و ترکیبات بیوپلاستیک پرداختیم و سپس درباره مزایای این محصول صحبت کردیم. بسیاری از مصرف کنندگانی که دوستدار محیط زیست هستند به خرید پلاستیک سبز تمایل بسیار زیادی نشان می دهند و محصولات مورد نیاز خود را از معتبرترین شرکت های تولید کننده پلاستیک های تجزیه پذیر خریداری می کنند.