استفاده گسترده از پلاستیک های زیستی PHA راهکار نوینی است که میتواند به چالشهای زیستمحیطی ناشی از مواد پلیمری سنتی پایان دهد. استفاده روزافزون بشر از پلاستیک و مشتقات آن، از ظروف و لوازم آشپزخانه گرفته تا پنجرههای هواپیما، حقیقتی غیرقابلانکار است. این ماده که نسبت به متریالی مانند چوب، فلز و سنگ جدیدتر محسوب میشود، به دلیل تنوع بالا، وزن مناسب، قیمت مقرونبهصرفه و استحکام چشمگیر، جایگاه ویژهای را در صنایع مختلف کسب کرده است.
با این حال، در کنار تمامی ویژگیهای مفید، پلاستیکهای سنتی یک چالش بزرگ برای بشر ایجاد کردهاند که آن هم تجزیهناپذیری و معضلات زیستمحیطی ناشی از انباشت آنها در طبیعت است. در سالهای اخیر، با افزایش کاربرد پلاستیک، مشکلات زیستمحیطی برای جامعه و نسلهای آینده تشدید شده است، اما از سویی دیگر، چشمپوشی از این ماده کاربردی و مستحکم نیز عملاً غیرممکن به نظر میرسد.
پس راهحل چیست؟ در نهایت، با پیشرفتهای خیرهکننده در علم شیمی و پلیمرها، نوعی پلیمر به نام پلیهیدروکسیآلکانوآت (PHA) که توسط میکروارگانیسمها تولید میشود، پا به عرصه نهاده تا گرهای از مشکلات زیستمحیطی بگشاید. وبسایت «پیکنیک» شما را به همراهی تا انتهای این مطلب دعوت میکند تا با چیستی و ویژگیهای منحصربهفرد پلاستیکهای زیستی PHA بیشتر آشنا شده و درک دقیقتری از این نوآوری سبز به دست آورید.
بررسی ساختار پلاستیکهای زیستی PHA
در مقایسه با سایر پلاستیکهایی که مشتق شده از نفت هستند، پلاستیک های زیستی PHA
از پلیمرهای طبیعی و از دسته ترموپلاستیک بوده و در حضور میزان بالای کربن و کمبود عناصری مانند اکسیژن، فسفر و نیتروژن تولید می شوند. به طور کلی برای تولید این پلیمرها با بهره گیری از شیوههای کشاورزی، 2 روش اصلی وجود دارد:
- استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه که پلیمرهای این روش شامل فیبر، چربی و پروتئینهای گیاهی هستند.
- موادی که با انجام فرایندهایی نظیر هیدرولیز و تخمیر به عنوان مونومر پلیمر در صنعت قابل استفاده هستند. در این دسته مونومرهای زیستی میتوانند توسط موجودات زنده به پلیمر تبدیل شوند که نمونه آن پلی هیدروکسی آلکانوآت است.
پس به طور کلی می توان گفت این پلاستیکها ساختار گیاهی دارند و از زیست تودههایی نظیر چربی و روغن گیاهان، ذرت و نشاسته تشکیل شده اند. همچنین پلیمرهایی باکتریایی و سازگار با محیط زیست هستند و بهخاطر شباهت با مواد اولیه پلاستیک، جایگزین مناسبی برای این مواد هستند.
البته به طور کلی پلاستیکهای زیستی ماده جدیدی نیستند و از دهه 1850 شناخته شده بودند و در سال 1862 محصولاتی با ساختار نیترات سلولز تولید و به بازار عرضه شدند. اما امروزه به سبب نیاز و مشکلات جدی نظیر گازهای گلخانهای و گرم شدن زمین، بیشتر مورد توجه قرار میگیرند.
از دیگر نکات قابلتأمل در ساختار پلاستیکهای نفتی، پیوند قوی میان مونومرها و طویل بودن مولکولهای پلیمر است که تجزیه این مواد توسط موجودات تجزیهکننده را در طی سالها با مشکل مواجه می کند. در مقابل، تولید پلاستیک از منابع طبیعی باعث سهولت در تجزیه کامل مواد، بین 2 تا 6 ماه میشود و با وجود خواص شیمیایی و فیزیکی مشابه با پلاستیک، پلاستیک مصنوعی ندارد. به همین علت استفاده از پلاستیک های زیستی PHA راهی تازه در صنایع بستهبندی و ظروف یکبار مصرف، کشاورزی، پزشکی و … باز کرده است.
ویژگی و کاربردهای متنوع پلاستیکهای زیستی PHA
کاربرد گسترده پلاستیک های زیستی PHA را نمی توان در یک یا دو مورد خلاصه کرد. این پلیمر حالتی سخت و سفتی پلیکربنات (PC) و پلیآمید 6 (PA6) را داراست و قابلیت زیستی 100 درصد دارد. در نتیجه از پرکاربردترین مصارف آن در صنایع غذایی و تولید ظروف یکبار مصرف بهخصوص ظروف یکبار مصرف گیاهی است و از آنجایی که امروزه مصرفکنندگان و توزیعکنندگان ارزش زیادی برای محصولات تجزیهپذیر، کمپوست پذیر و بازیافت قائل هستند، ظروف پلاستیکی گیاهی مورد توجه قرار گرفته است. ظروف یکبار مصرف ساخته شده از این ماده میتواند کیفیت غذا را به خوبی حفظ کرده و کنشی میان مواد غذایی و ظرف رخ نمیدهد. درنتیجه تأثیر بسزایی در سلامت مصرفکننده داشته و سازگار با محیطزیست است.
از دیگر کاربردهای پلاستیک های زیستی PHA میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنایع بسته بندی نظیر انواع ظروف یکبار مصرف، ظروف آشپزخانه، کیسههای پلاستیکی
- صنایع کشاورزی
- صنعت پزشکی مانند ایمپلنتهای دندانپزشکی و بستهبندی دارویی و…
- لوازم منزل، آشپزخانه، جالباسی و…
چرا از پلاستیکهای زیستی استفاده کنیم؟
نکته حائز اهمیتی که هم اکنون می خواهیم درباره پلاستیک های زیستی PHA به آن بپردازیم این است که فواید مهم این ماده چیست و چرا باید آن را تهیه کنیم؟ آیا در کنار فواید معایبی هم دارد؟ اکنون نگاهی به فواید و معایب پلاستیکهای زیستی میپردازیم تا میزان اهمیت و کاربرد آنها را دریابیم:
فواید پلاستیکهای زیستی PHA عبارتاند از:
- به حداقل رساندن آسیب به طبیعت در هنگام تولید
- افزایش عمر مواد غذایی و حفظ کیفیت آنها
- توانایی تبدیل به کمپوست
- تولید این نوع پلیمر توسط طیف وسیع موجودات زنده در طبیعت
- توانایی تجزیه بیولوژیکی به CO2
- قابلیت بازیافت
اما پلاستیک های زیستی PHA می توانند مانند هر ماده دیگری معایبی داشته باشند. البته این نکته قابل ذکر است که معایب آن در مقایسه با فواید، آسیب جدی به طبیعت وارد نمی کند و ارزش استفاده از آنها را کاهش نمی دهد. اما با این حال ذکر همه نکات مهم درباره این ماده نسبتاً جدید در زندگی انسان، اهمیت زیادی دارد.
اما معایب استفاده از پلاستیکهای زیستی PHA نیز به صورت زیر است:
- هزینه بالا در تولید پلاستیکهای زیستی
- خواص فیزیکی و مکانیکی ضعیفتر در مقایسه با پلاستیکهای نفتی
- استحکام کمتر نسبت به پلاستیکهای نفتی
- عدم امکان تجزیه این نوع پلاستیک در هر شرایطی مکانی و تجزیه پذیری در دما، رطوبت و نور مخصوص به خود
لازم به ذکر است راه حل تولیدکنندگان برای کاهش هزینه، افزایش استحکام و بهینهسازی خواص زیست سازگاری، جایگزینی برخی مواد با منابع کربن ارزانتر یا استفاده از محیط کشت ارزان برای تولید ظروف یکبار مصرف زیستی است.
سخن پایانی
استفاده از منابع تجدیدپذیر در زندگی انسان دیگر موضوع جدیدی به شمار نمیآید و امروزه افراد علاوه بر سلامت خود به بهداشت مواد غذایی و مهمتر از آن، حفظ محیطزیست که منبعی مهم برای زندگی انسان است، اهمیت می دهند. وبسایت پیکنیک برندی این مطلب را با هدف قدردانی از شما بهخاطر توجه به منابع زیستی و آشنایی شما با پلاستیک های زیستی PHA که به منظور حفظ کره زمین و موجودات زنده است، به نگارش درآورده و امید است این مطلب برای شما سودمند واقع شده باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص ظروف یکبار مصرف گیاهی می توانید صفحه رسمی پیکنیک برند در اینستاگرام را دنبال کنید.
