مستربچ زیست تخریب پذیر : راهکاری نوین برای مبارزه با آلودگی پلاستیک
پلاستیکها و سایر مواد پلیمری به دلیل پایه نفتی بودن و تجزیهپذیری بسیار کند، در طبیعت باقی میمانند و میتوانند باعث بروز آلودگیهای طولانیمدت شوند. افزایش استفاده از پلیمرها و رهاسازی آنها در محیط، نگرانیهای جدی برای جوامع بشری ایجاد کرده است.
دفن زبالههای پلاستیکی و آلودگی آبهای زیرزمینی
در صورتی که روش دفن پسماندهای پلیمری مدیریت نشوند، احتمال نشت مواد شیمیایی مضر به آبهای زیرزمینی وجود دارد. بسیاری از افزودنیهای موجود در پلاستیکها و محصولات جانبی آنها میتوانند به مرور زمان وارد خاک و آب شوند و پیامدهای جبرانناپذیری برای محیط زیست و سلامت انسان ایجاد کنند.
از جمله این ترکیبات میتوان به مواردی مانند فلزات سنگین و دیگر آلایندههای زیستمحیطی اشاره کرد؛ موادی که جزء عوامل آسیبرسان برای اکوسیستمهای طبیعی و بدن انسان محسوب میشوند.
ورود مواد مضر به زنجیره غذایی انسان
پلاستیکهای سنتی به دلیل ساختار پایدار و تجزیهپذیری بسیار کند، سالها در خاک باقی میمانند. در نتیجه، مواد شیمیایی مضر آنها به تدریج آزاد میشود و میتواند از مسیر خاک، وارد زنجیره غذایی شده و در نهایت اثرات جدی بر سلامت انسان بگذارد.
چرا پلاستیکها در صنعت بستهبندی بسیار نگرانکننده شدهاند؟
طبق برآوردهای رایج، بیش از ۳۰ درصد پلاستیکها در صنایع بستهبندی مصرف میشوند. این موضوع زمانی بحرانیتر میشود که میزان تولید و مصرف پلاستیک در سطح جامعه به چندین تن در سال برسد. بنابراین، یافتن راهکارهای پایدار برای کاهش اثرات زیستمحیطی پلاستیکها به یک ضرورت تبدیل شده است.
زیستتخریبپذیر چیست؟
مواد زیستتخریبپذیر به موادی گفته میشود که تحت تأثیر عواملی مانند میکروارگانیسمهای موجود در طبیعت، نور و یا فرآیندهای شیمیایی، قابلیت تجزیه و کاهش اثرات زیستمحیطی را دارند.
اهمیت بررسی خواص کلیدی در صنایع غذایی و بستهبندی
برای تولید و استفاده از زیستتخریبپذیرها در حوزه بستهبندی (بهویژه بستهبندی مواد غذایی)، معمولاً بررسی موارد زیر ضروری است:
- خواص مکانیکی (استحکام و دوام)
- خواص حرارتی (رفتار در دماهای مختلف)
- نفوذپذیری اکسیژن و رطوبت (برای جلوگیری از فساد مواد غذایی)
این ویژگیها تعیین میکنند که ماده زیستتخریبپذیر بتواند در شرایط واقعی کاربرد، عملکرد مطلوب داشته باشد.
نانوذرات و نقش آنها در افزایش زیستتخریبپذیری پلاستیکها
امروزه یکی از رویکردهای مطرح در فناوری مواد پلیمری، استفاده از نانوذرات است. نانوذرات میتوانند روند زیستتخریبپذیری یا تجزیه را در برخی پلیمرهای مصنوعی تغییر دهند و سرعت یا کیفیت تخریب را بهتر کنند.
کنترل تغییرات شیمیایی و فیزیکی در زیستپلیمرها
در زیستپلیمرها، فقط تخریب کافی نیست؛ بلکه باید کنترلشده و در زمان مناسب اتفاق بیفتد. پروسه تجزیه در شرایط معمول محیطی میتواند برای برخی پلیمرها (مانند پلیاتیلن) بسیار طولانی باشد (در برخی موارد تا حدود ۱۰۰ سال). بنابراین، نیاز به فناوریهای تکمیلی برای تسریع تخریب یا بهبود عملکرد در کاربردهای صنعتی احساس میشود.
انواع پلاستیکهای تجزیهپذیر (Degradable) و نحوه عملکرد آنها
طبق دستهبندی رایج انجمن تست مواد آمریکا (ASTM D20.96)، پلاستیکهای تجزیهپذیر معمولاً در چند گروه اصلی قرار میگیرند:
1) پلاستیکهای نور تخریبپذیر (Photodegradable)
این نوع پلاستیکها تحت اثر نور روز (UV و نور خورشید) تجزیه میشوند.
2) پلاستیکهای تجزیهپذیر اکسیداتیو (Oxidative)
در این گروه، تجزیه عمدتاً از طریق اکسیداسیون و واکنشهای شیمیایی با اکسیژن محیط اتفاق میافتد.
3) پلاستیکهای تجزیهپذیر هیدرولیتیکی (Hydrolytic)
تجزیه این دسته از پلاستیکها با هیدرولیز (واکنش با آب) رخ میدهد.
4) پلاستیکهای زیستتخریبپذیر (Biodegradable)
در این مدل، تجزیه توسط میکروارگانیسمهایی مانند باکتریها، قارچها و جلبکها صورت میگیرد.
در سه گروه نخست (نور، اکسیداتیو، هیدرولیتیکی)، معمولاً ماده برای شروع تخریب نیاز به ورودیهای اضافی مانند UV، اکسیژن یا آب دارد؛ در حالی که در زیستتخریبپذیرها، فرآیند تخریب بیشتر متکی به فعالیت زیستی میکروارگانیسمهاست.
مستربچ زیست تخریب پذیر ؛ راهکاری برای صنایع پلیمری و بستهبندی
مستربچ تخریبپذیر تاب نانو (برای کاربردهای پلیمر صنعتی) میتوانند به تولیدکنندگان کمک کنند تا در فرآیند ساخت محصولات پلیمری، ویژگیهای تخریبپذیری را به ماده نهایی نزدیکتر کنند.
این مستربچها در دستههای زیر قابل استفاده هستند:
- مستربچهای نور زیستتخریبپذیر (Photodegradable)
- مستربچهای اکسیداتیو (Oxidative)
- مستربچهای زیستتخریبپذیر (Biodegradable)
کاربرد مستربچ زیست تخریب پذیر :
از جمله صنایع و محصولات قابل اشاره:
- بستهبندی مواد غذایی
- تولید پلاستیکهای صنعتی و مصرفی
- نخ و محصولات پلیمری
آیا زیستتخریبپذیری همیشه به معنی “بیخطر بودن” است؟
- زیستتخریبپذیری همیشه به معنی تجزیه کامل و سریع نیست.
- شرایط محیطی (دما، رطوبت، نور، وجود میکروارگانیسمها) نقش کلیدی دارد.
- بنابراین، تولیدکنندگان باید استانداردها و تستهای عملکرد را مطابق کاربرد نهایی انجام دهند.