مقاله پلیمرها و الیاف طبیعی
پلیمرهای گیاهی
كار روي پليمرهاي گياهي در جهان از سال ١٩٧٠ و در زمان بحران نفت آغاز شد، در آن زمان كشورهاي پيشرفته به فكر استفاده از موادي براي بسته بندي افتادند كه وابسته به نفت و مشتقات آن نباشد، بنابراين پليمرهاي گياهي ساخته شده با تركيباتي مانند سيب زميني، ذرت و گندم مورد آزمايش قرار گرفت اين پليمرهاي هيدروكربني داراي خواص ضعيف پليمري است كه با تغيير و اصلاح آن ها مي توان به ويژگي هاي پليمرهاي نفتي رسيد. در حال حاضر در آمريكا تمام رستوران هاي زنجيره اي معروف از ظروف بسته بندي گياهي استفاده مي كنند. بخش عمده كشورهاي اروپايي نيز ظروف يك بار مصرف گياهي را جايگزين ظروف بسته بندي حاصل از مشتقات نفتي كرده اند. شكل و ظاهر اين ظروف كاملا مشابه ظروف پلاستيكي است با اين تفاوت كه زيست تخريب پذير است.
تجزيه ظروف يك بار مصرف گياهي براي بازگشت به طبيعت حداكثر ٦ ماه به طول مي انجامد كه پس از تجزيه نيز باعث حاصلخيزي خاك مي شود. از سوي ديگر در ظروف يك بار مصرف گياهي از آن جايي كه مواد اوليه به كار گرفته شده براي ساخت، طبيعي و گياهي است بنابراين حتي اگر غذا يا نوشيدني داغ در آن ريخته شود، هيچ مشكلي ايجاد نمي كند و عوارضي هم ندارد. مصرف كم انرژي براي ساخت ظروف يك بار مصرف گياهي از ديگر مزاياي آن است كه باعث صرفه جويي در مصرف انرژي كشور مي شود.اين ظروف مورد تاييد وزارت بهداشت است و به همين دليل اين وزارت خانه در گام اول به سازمان ها و ادارات توصيه كرده است كه ظروف ساخته شده از پليمرهاي گياهي را جايگزين ظروف پلاستيكي كنند (شکل 1).
شکل 1: ظروف يك بار مصرف ساخته شده با پلیمر طبیعی
منابع و مواد اولیه تولید پلیمرهای گیاهی
مواد تشكيل دهنده پليمرهاي گياهي در نقاط مختلف دنيا براساس فراواني مواد گياهي فرق مي كند. به طور مثال در اروپا از نشاسته سيب زميني و در آمريكا از نشاسته ذرت و در استراليا از نشاسته گندم استفاده مي شود. هر چند نشاسته سيب زميني از لحاظ پليمري داراي بيشترين خاصيت است اما در ايران از نشاسته ذرت استفاده ميشود چون توليد آن زياد است.
نشاسته يک ماده هيدروفيل با دو جزء اصلي آميلوز و آميلوپکتين مي باشد. اين ماده به دست آمده، آبدوست بالقوه يک پليمر طبيعي با خواص پليمري خاص مي باشد که يکي از مراحل اصلي توليد پليمر گياهي اصلاح کردن نشاسته يعني تبديل کردن نشاسته هيدروفيل به نشاسته هيدروفوب بوده که اين فرآيند در سيستم اکستروژن تحت خلاء بالا و با واکنش هاي جانشيني اسيدهاي چرب گياهي با گروه هاي هيدروکسيل نشاسته آبدوست انجام مي گيرد. در مرحله دوم نشاسته اصلاح شده هيدروفوب، با افزودن ترکيبات ارتقا دهنده خواص فيزيکي و مکانيکي پليمر در فرآيند اکستروژن به شکل گرانول نهايي توليد و عرضه مي شود. اين ترکيبات همچون بيزواکس سبب قالب پذيري، نرمي و براقيت محصول نهايي مي شود. شکل 2 نشاسته ذرت را نشان می دهد.
شکل 2: نشاسته ذرت
مدت زمان تخریب و عوامل وابسته
در حال حاضر ظرفي که در کشور ايتاليا توسط شرکت نوامونت توليد مي شود، بالاي 85 درصد از نشاسته ذرت ساخته شده است و اين در حالي است که داراي طول عمر يکسال پس از باز شدن از بسته بندي و در معرض هوا و نور قرار گرفتن است. ظروف توليد شده توسط اين شرکت به هيچ وجه قابليت فاسد شدن و يا پوسيدن را در زمان کوتاه نداشته و پوسيدن آن در داخل خاک و در حضور چهار عامل ميکرو ارگانيسم هاي خاک، رطوبت، دما، و استرس يا فشار خاک صورت مي گيرد.
بررسي شرايط پوسيدن پليمر گياهي در خاک در شرايط خاص دمايي خاک و ميزان هوادهي در خاک صورت مي گيرد که اين بررسي طي شش ماه مشابه سازي شرايط خاک و با تجهيزات خاص و اندازه گيري گاز CO2 خروجي اندازه گيري سرعت پوسيدن انجام گرفته است. بر اساس استاندارد اروپا پليمر هاي گياهي مي بايست در زمان 6 ماه 90 درصد بپوسند که اين ميزان و زمان به شرايط استاندارد ذکر شده از لحاظ عمق دما و رطوبت خاک وابسته مي باشد.
الياف طبيعي
اليافي كه از منابع طبيعي مانند معادن، حيوانات و گياهان بدست مي آيند، در گروه الياف طبيعي قرار مي گيرند. الياف طبيعي را مي توان به سه دسته معدني، حيواني و گياهي تقسيم نمود.
الف) الياف معدني:
الياف اين گروه از سنگ هاي معدني بدست مي آيند. به عنوان نمونه مي توان به آزبست اشاره نمود. آزبست مي تواند استحكام و سفتي كامپوزيت را بهبود ببخشد ولي استحكام ضربه را كاهش مي دهد. علاوه بر اين فرآيند آن مشكل است. امروزه استفاده از اين الياف بدليل ايجاد سرطان ريه در طولاني مدت، محدود و ممنوع شده است.
ب) الیاف حیوانی:
الياف بدست آمده از ارگانيسم هاي زنده، الياف حيواني ناميده مي شوند. به عنوان مثال، پشم از گوسفند اهلي بدست آيد. الياف ابريشم را كرم ابريشم مي سازد. ابريشم بر خلاف تمام الياف طبيعي ديگر از قبيل پنبه، كتان و پشم، يك ساختار سلولي ندارد و روش ساخت آن، شبيه الياف مصنوعي مي باشد. از الياف حيواني در ساخت كامپوزيت ها استفاده نمي شود.
ج) الياف گياهي:
در بين الياف طبيعي، الياف گياهي بيشترين كاربرد را در كامپوزيت ها دارند. الياف گياهي كه زماني روياي اصلي طرفداران محيط زيست بودند، امروزه جايگاه خود را پيدا كرده اند و به عنوان گزينه مهمي در توليد كامپوزيت ها مطرح هستند. همچنين تلاش مي شود كه الياف گياهي را با رزين هاي طبيعي متصل كنند، نه تنها رزين طبيعي ارزشمند در شرف جايگزيني به جاي رزين هاي مصنوعي هستند، بلكه پژوهش هاي بي سابقه اي در زمينه تلفيق الياف و رزين هاي گياهي در حال انجام است. افزون بر اينكه الياف و رزين هاي طبيعي، جايگزين مناسبي براي الياف و رزين هاي سنتزي پتروشيمي هستند و محصولاتي با قابليت توليد بهتر و كارايي بيشتر نيز ايجاد مي كنند.
در حقيقت گياهان يكي از منابع بزرگ تامين كننده ي الياف هستند. مزيت بزرگ اين الياف، ارزان بودن آنهاست. الياف گياهي را مي توان از بخش هاي مختلف گياه پايه بدست آورد. مثلا الياف پنبه وکاپوک(kapok) از بخش پنبه دانه ( بخش دانه دار) گياه بدست مي آيد وكتان وكنف از ساقه و پوست درخت بدست مي آيند همچنين سيسال و پينا (pina) جزء الياف بدست آمده از بخش برگ گياه هستند (شکل 3).
شکل 3: الیاف طبیعی گیاهی(کنف)
به این مقاله امتیاز بده
[ratings]
مقاله قبلی سایت تخصصم اینه را می توانید اینجا بخوانید
همچنین شما دوست عزیز و متخصص نیز می توانید مقالات خود را با اسم خودتون (شرکت، اشخاص و مخترعان) به همراه تبلیغ محصولات و خدمات خود در آخر آن در سایت تخصصم اینه به رایگان منتشر نمایید. البته به شرطی که مقاله کپی از سایت های دیگر و حتی خودتون نباشد. مقالات تا همیشه در سایت خواهند ماند.
اینجا کلیک کنید تا شرایط نوشتن و فرستادن مقاله را مشاهده نمایید.
در فرم زیر نیز می توانید ایمیل خود را برای دریافت آخرین مقاله های سایت وارد نمایید.
