پلاستیک زیست تخریب پذیر چیست؟، زیست تخریب پذیر یعنی چه؟، پلیمرهای زیست تخریب پذیر چیست؟ و…، سوالاتی هستند که در این مقاله به همه آن ها جواب داده خواهد شد. با توجه به زیست پالایی یا Bioremediation، که در عصر جدید برای برگرداندن زمین و زیست بوم به شرایط اولیه خود مد نظر می باشد و این که زیست پالایی چیست، باید معنی زیست تخریب پذیر را بداینم و بفهمیم این که زمین خودش از عهده تخریب و برگرداندن آن به زمین بر می آید یا نه.
پلاستیک زیست تخریب پذیر و چرایی تولید آن
امروزه با پيشرفت تكنولوژي و ساخت مواد مصنوعي و آلياژهاي فلزي، استفاده از مواد طبيعي در كامپوزيت‌ها كاهش يافته و مواد ديگري مثل الياف شيشه و نايلون جايگزين آن شده است. كامپوزيتهاي زمينه پليمري گسترش قابل ملاحظه اي در صنايع، خصوصاً صنعت خودرو يافته اند. اما يكي از مشكلاتي كه ممكن است آنها را تهديد كند، بحث عدم سازگاري آنها با محيط زيست است. البته پليمرهاي گرمانرم مشكل كمتري دارند، چون قابل بازيافت مي باشند؛ ولي اين پليمرها نيز بعد از چند بار بازيافت دچار افت خواص مي گردند. ميزان پلاستيك‌هاي تجاري مصرف شده همچون PE، PVC، PS، PP و غيره در كشور ايران، در سال 1365 حدود 220 هزار تن بوده و هم اكنون اين رقم از مرز 1 ميليون تن فراتر رفته است. از اين ميزان هر ساله حدود 50-30 درصد ضايعات وارد پسماندها و زباله‌ها مي‌شود كه از نظر زيست‌محيطي و اقتصادي بسيار حائز اهميت است.
میزان تولید پلاستیک در دنیا و چگونگی مقابله با آن
در سال ٢٠١٠ ميلادي ميزان توليد سالانه پلاستيک در جهان ۸٠ ميليون تن برآورد شد که اين ميزان بيانگر بيش از ۵٠٠ % رشد در طول ٣٠ سال گذشته ميباشد. در تلاش براي غلبه بر اين گونه مشکلات زيست محيطي، محققين و مهندسين بر روي توليد پلاستيک، از منابع تجديد پذيري همچون گياهان کار کرده اند. زيست تخريب ناپذير بودن پلاستيک هاي سنتي به دليل بزرگ و طويل بودن بيش از حد مولکول هاي پليمري و وجود اتصالات محکم بين آنهاست که در نهايت شکسته شدنشان توسط ميکرواورگانيسم ها (microorganisms) را بسيار مشکل و حتي غيرممکن مي سازد اما پلاستيك هاي زيست تخريبپذير (Biodegradable plastics) به سادگي توسط فعاليت موجودات زنده به واحدهاي سازنده خود تجزيه شده و در محيط باقي نمي ماند.
ارزش و اهمیت مواد پلاستیکی و کاربرد آنها
مواد پلاستيكي داراي ارزش حرارتي بالايي بوده و از نظر بيولوژيكي(Biologic) تجزيه آنها به سختي انجام مي‌گيرد، باكتريها به ندرت آنها را مورد حمله قرار مي‌دهند به طوري كه اين مواد مدت بسيار طولاني بدون تغيير در كمپوست(Compost) برجاي مانده و به آساني از بين نمي روند. استفاده از اين مواد در سال‌هاي اخير جهت ساخت ظروف يك‌بار مصرف و همچنين مصالح ساختماني همچون كفپوش، لوله و اتصالات، ايزولاسيون، ماشين و ابزارآلات، چسب‌ها و غيره افزايش يافته است. به كارگيري اين مواد در بسته‌بندي به جاي كاغذ يا كارتن يا كاربرد آن به جاي شيشه و چوب نيز از ديگر علل ازدياد توليد پلاستيك در عصر حاضر است.
در بسياري موارد نيز مواد پلاستيكي با ساير مواد مخلوط شده و مورد استفاده قرار مي‌گيرند. به منظور رفع اين مشكل محققان در پي توليد پلاستيك‌هاي زيست تخريبپذير و محيط دوست(environmentally) از منابع تجديد شونده و جايگزين كردن آنها هستند. هر چند كه ممكن است سال‌هاي زيادي زمان لازم باشد كه بشر بتواند تمام محصولات فعلي خود را جايگزين با محصولات محيط دوست كند.
منظور از زیست تخریب پذیر چیست؟
واژه “زيست تخريب پذير(Biodegradable) “بدين معناست که ساختار يک ماده مي تواند توسط ميکرواورگانيسم هاي موجود در طبيعت شکسته شده، به ريز واحدهاي سازنده خود تجزيه شده و به مواد ساده تري تبديل گردد و در نتيجه براي هميشه در طبيعت باقي نماند. ايده توليد پلاستيکهاي زيست تخريب پذير از اواخر دهه ۸٠ ميلادي مطرح شد. در آن زمان شک و ترديدها در مورد کاربرد واقعي اين گونه پلاستيک ها وجود داشت چرا که هنوز معيارهاي اندازه گيري و استاندارهاي ويژهاي در اين رابطه تهيه و تدوين نگرديده بود، اما امروزه با توسعه مطالعات، دانش بشر در اين زمينه پيشرفت محسوسي داشته و حتي استاندارهاي ويژه اي تدوين گرديده که در زير چند مورد از آنها معرفي مي شود:
- استاندارد قابليت تبديل شدن به کمپوست در مراکز شهري و صنعتي توليد کمپوست ASTM D6400
- استاندارد مربوط به قابليت تخريب پذير بودن ليبل (برچسب) مورد استفاده در بسته بندي محصولات ASTM D6868
- استاندارد مربوط به قابليت زيست تخريب پذيري پلاستيک هاي غيرشناور در محيط درياييASTM D7081
- و غيره.
مدت زمان تخریب مواد زیست تخریب پذیر در طبیعت
به طور کلي، تجزيه ۶٠ الي ۹٠ درصد يک محصول در مدت ۶٠ تا ١۸٠ روز و در يک محيط توليد کمپوست استاندارد، از الزامات زيست تخريب پذير بودن پلاستيک است. چون اين مواد اساس طبيعي دارند، بنابراين توسط ساير موجودات نيز مورد مصرف قرار مي‌گيرند. اگرچه فرآيند زيست تخريب‌پذيري به آرامي درمحيط‌هاي خاكي و آبي انجام مي‌گيرد ولي به دليل آن كه ديگر لازم نيست هزينه چنداني صرف تصفيه مواد زائد ورودي به طبيعت شده و طبيعت طي چرخه ذاتي خود اين مواد را به طور كامل تخريب مي‌كند حائز اهميت است. براي توليد هرچه بيشتر اين پليمرها دو ديدگاه كلي بايد مدنظر قرار گيرد:
- ديد زيست محيطي: در واقع اين مواد بايد به گونه‌اي باشند كه سريعاً مورد تجزيه قرار گرفته و به راحتي با برنامه‌هاي مديريت پسماندها و بازيافت از محيط خارج شوند.
- ديد صنعتي: اين مواد بايد داراي دوام و كارايي كافي و مناسب بوده و قيمت تمام شده آنها نيز مناسب و در مجموع استفاده از آنها مقرون به صرفه و اقتصادي باشد.
در شکل 1 چرخه مواد زیست تخریب پذیر را می توانید مشاهده کنید که از خاک می روید به محصول نهایی و مصرفی تبدیل شده و دوباره به خاک بر می گردد و این چرخه ادامه پیدا می کند و در شکل 2 نیز یک نمونه پلاستیک زیست تخریب پذیر و مدت زمان تخریب آن در محیط زیست نشان داده شده است.
شکل1: چرخه مواد زیست تخریب پذیر در محیط زیست
شکل 2: نمونه پلاستیک زیست تخریب پذیر و مدت زمان تخریب آن در محیط زیست
کامپوزیت و کامپوزیت های زیست تخریب پذیر
پس از ایده تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر استفاده آنها در کامپوزیت ها (مقاله انواع کامپوزیت ها و طبقه بندی آنها) مطرح شد تا بتوان برای تولید کامپوزیت های زیست تخریب پذیر (مقاله پلاستیک ها و کامپوزیت های زیست تخریب پذیر) از این مواد استفاده کرد، که می توان انواع پلیمرهای زیست تخریب پذیر و الیاف تقویت کننده زیست تخریب پذیر (مقاله پلیمرها و الیاف طبیعی) را در این کامپوزیت ها استفاده کرد، که در صورت علاقمند بودن می توانید این مقالات رو هم با کلیک روی آنها مطالعه نمایید.
مقاله تخصصی قبلی سایت آگهی تخصصم اینه – فنی و مهندسی (مقاله مقایسه فرايندهای CRTM، VARTM و LRTM) را می توانید با کلیک روی عنوان آن بخوانید.
شرایط نوشتن و فرستادن مقاله در سایت آگهی تخصصم اینه را (اینجا) مشاهده نمایید.
برای دریافت مقالات بعدی سایت ایمیل خود را در فرم زیر وارد کنید.
لینک کوتاه مقاله برای انتشار در شبکه های مختلف اجتماعی
https://takhasosameine.ir/?p=7700
اینستاگرام و تلگرام ایده، نوآوری، خلاقیت و تکنولوژی ما هست
