با پیدایش پلاستیک، مادهای ساخته شده از صنایع پتروشیمی و مشتقات نفتی، تمامی صنعتها اعم از پزشکی، بستهبندی، مواد غذایی و… جان دیگری یافتند و پلاستیک بهعنوان یکی از ضروریترین نیازهای بشر شناخته شد.
همه چیز بهخوبی پیش میرفت تا کمکم آسیبهای جبرانناپذیر پلاستیک بر طبیعت و محیطزیست جانداران زمینی و دریایی نمایان شد. و با افزایش جمعیت و افزایش مصرف این ماده غیرقابل بازیافت، جهان را با چالش جدی روبرو کرد. از طرفی، چون امکان حذف این ماده پرکاربرد در دنیا وجود نداشت، شیمیدانان با استفاده از فناوریهای روز به یکی از مهمترین دستآوردهای بشر، یعنی بیوپلاستیک، جامعه عمل پوشانیدند.
در این بلاگ همراه با پرنیان پک به دنیای پلاستیک سبز یا بیوپلاستیک سفر میکنی.
بیوپلاستیک چیست؟
بیوپلاستیک عضوی از خانواده پلاستیکها است که از منابع طبیعی مثل نشاسته، روغنهای گیاهی، خاکاره، خورده چوب و… ساخته شده است. بیوپلاستیک که به پلاستیک سبز نیز شناخته میشود، آثار مخربی که از پسماندهای پلاستیک بهجا مانده بود را تا حد زیادی کاهش داد، بنابراین پلاستیک زیستتخریبپذیر نیز نام دارد. زیرا پس از مدت کوتاهی که وارد طبیعت میشود، به کود گیاهی تبدیل میشود، تجزیه میشود و به چرخه بازمیگردد. بیوپلاستیک بهجای پایه پتروشیمی (petroleum)، بر پایه زیستتوده (biomass) است. در حال حاضر تنها یک درصد از جهان از بیوپلاستیک استفاده میکنند، اما به مرور شاهد گسترش آن در کشورهای توسعهیافته خواهیم بود.
تاریخچه تولید بیوپلاستیک
اولین بیوپلاستیک PHB در سال ۱۹۲۶ توسط موریس لمونی فرانسوی کشف شد. در آن سالها به دلیل ارزانی و فراوانی نفت، توجه چندانی به آن نشد. اما در نیمه ۱۹۷۰، به دلیل بحران نفت و چالشهای پیش رو، تقاضای جایگزین مناسب محصولات نفتی افزایش یافت. و در اواخر قرن بیستم، شیمیدانان از طریق ژنتیک مولکولی به اولین بیوپلاستیک دست یافتند.
آشنایی با انواع بیوپلاستیکها
ترموپلاستیک نشاسته
ترموپلاستیک نشاستهای یکی از شناختهشدهترین پلاستیکهای تجزیهپذیر بازار است. علت محبوبیت این پلاستیک مقاومت رطوبتی بالای آن است. درست است که ترکیبات نشاستهای تجزیهپذیر نیستند، اما نسبت به پلاستیکهای نفتی از اثر کربنی کمتری برخوردارند. معمولاً نشاسته را با پلیمرهای زیستتخریبپذیر ترکیب میکنند تا به اسید پلیلاکتیک و اسید نشاسته دست یابند. این دو ترکیب کاربرد بسیار گستردهای در صنعت دارند. و با رها شدن در محیطزیست، به کود تبدیل میشوند و تجزیه میشوند.
از بیوپلاستیک نشاستهای برای بستهبندی مواد غذایی، میوهها، انواع کالاها، جلد مجلات و… استفاده میشود.
با تحقیقاتی که بهتازگی محققان کشاورزی روی ورقههای نشاستهای انجام دادهاند، بهعنوان کاغذ نیز بکار برده میشود.
بیوپلاستیک سلولزی
بیوپلاستیک سلولزی که بهعنوان گرانقیمتترین پلاستیک تجزیهپذیر بازار شناخته میشود، در صنعت بستهبندی، این بیوپلاستیک کاربرد کمتری دارد. یک استر سلولزی و یک پلاستیک حرارتی است.
فیبر سلولوزی با اضافه شدن به نشاسته، نفوذپذیری پلاستیک را در برابر گازها و رطوبت افزایش میدهد. خاصیت آبگریز بودن سلولز، وجه تمایز آن با نشاسته را نشان میدهد.
بیوپلاستیک پروتئینی
این بیوپلاستیک گرانقیمت سبز از کازئین موجود در شیر، پروتئین سویا، گلوتن گندم تولید میشود. که یکی از دلایل اقتصادی نبودن این بیوپلاستیک حساسیت بالای رطوبتی آن است. که برای کاهش قیمت و افزایش حساسیت رطوبتی، بیوپلاستیکهای پروتئینی همراه با پلیاستر تجزیهپذیر استفاده میشود.
کاربرد بیوپلاستیک در صنعت
طبق آمار بهدست آمده در سال ۲۰۲۰، فقط یک درصد پلاستیکهای تولید شده از نوع تجزیهپذیر بودند. با توجه به افزایش عرضه و تقاضا، تنوع چشمگیری در بازار پلاستیکهای زیستتجدیدپذیر شاهد بودیم. از سال ۱۳۹۰ به شکل رسمی اولین شرکت ایرانی تولید کیسههای بیوپلاستیک را آغاز کرد.
بستهبندی مواد غذایی
یکی از رایجترین کاربردهای بیوپلاستیک، تولید انواع ظروف یکبارمصرف، سلفون، فیلم بستهبندی و کیسههای پلاستیکی برای بستهبندی مواد غذایی است. این محصولات به دلیل تماس مستقیم با خوراکیها و قابلیت تجزیه در طبیعت، گزینهای محبوب برای صنایع غذایی و رستورانها محسوب میشوند.
ظروف و لوازم یکبارمصرف
انواع لیوان، بشقاب، قاشق، چنگال، نی و ظروف بیرونبر از بیوپلاستیک ساخته میشوند که پس از مصرف به راحتی در محیطزیست تجزیه میشوند و آلودگی پلاستیکی ایجاد نمیکنند.
صنایع کشاورزی
بیوپلاستیکها در تولید فیلمهای مالچ، گلدانهای زیستتخریبپذیر، پوشش بذر و بستهبندی کود و بذر کاربرد دارند و پس از مصرف، بدون آسیب به خاک تجزیه میشوند.
صنایع پزشکی و دارویی
برای ساخت بستهبندی دارو، ابزارهای پزشکی یکبارمصرف، نخ بخیه زیستتخریبپذیر و تجهیزات آزمایشگاهی از بیوپلاستیک استفاده میشود که به کاهش پسماندهای بیمارستانی کمک میکند.
صنعت خودروسازی
قطعات داخلی خودرو، روکش صندلی و بخشهایی از داشبورد با بیوپلاستیک تولید میشود تا وزن خودرو کاهش یافته و اثرات زیستمحیطی کمتر شود.
الکترونیک و لوازم خانگی
برخی قطعات لوازم الکترونیکی، قاب تلفن همراه، لوازم خانگی کوچک و بستهبندی محصولات الکترونیکی از بیوپلاستیک ساخته میشوند.
ساختمان و عمران
در تولید عایقها، پوششها و مصالح ساختمانی سبک و زیستتخریبپذیر نیز بیوپلاستیک کاربرد دارد.
مزایای استفاده از بیوپلاستیک
بیوپلاستیکها به خودی خود تحول عظیمی در خانواده تجزیهناپذیر پلاستیکها به وجود آوردند. اما با گذر زمان شاهد ردپا و خاصیت تسهیلکننده آن در همه صنعتها بودهایم.
مزیتهای این پلاستیک سبز به شرح زیر است:
بهبود شرایط آبوهوایی
کاهش اثرات گرمایش جهانی
حفظ و ارتقای کیفیت منابع آب و خاک
تقویت اصول توسعه پایدار در جوامع
کاهش زبالههای زیستمحیطی
افزایش بهرهوری اقتصادی در تولید و مصرف
فراهم شدن امکان تجزیهپذیری و بازچرخانی بیشتر مواد
ایجاد فرصتهای شغلی جدید و گسترش بازار کار
جلوگیری از ذوب یخچالهای طبیعی و کاهش اثرات منفی آن
کاهش وابستگی به منابع انرژی فسیلی و نفتی
کاهش انتشار گازهای آلاینده و سمی به جو
کاهش بیماریهای مرتبط با مواد نفتی و مشتقات آن
رفع نگرانیها درباره مدیریت و دفع زبالههای محیطی
حفظ سلامت محیطزیست و کاهش آسیب به چرخه زیستی حیوانات
معایب بیوپلاستیکها
استفاده از زمین و کاهش پوشش جنگلی:
افزایش تولید پلاستیکهای زیستی ممکن است نیاز به زمینهای کشاورزی را بیشتر کند و اگر مدیریت پایدار صورت نگیرد، خطر تخریب جنگلها و سایر مشکلات زیستمحیطی را به همراه داشته باشد.
تجزیهپذیری محدود:
همه انواع پلاستیکهای زیستی بهسرعت در طبیعت تجزیه نمیشوند و برخی از آنها ممکن است برای مدت طولانی در محیط باقی بمانند، بهویژه در صورت دفع نادرست.
رقابت با منابع غذایی:
تولید برخی از پلاستیکهای زیستی به محصولات کشاورزی مانند ذرت و نیشکر وابسته است، که میتواند نگرانیهایی را در مورد تأثیر بر دسترسی به مواد غذایی و افزایش قیمت آنها ایجاد کند.
مشکلات مرتبط با بازیافت:
ترکیب پلاستیکهای زیستی با پلاستیکهای معمولی در فرآیند بازیافت همیشه امکانپذیر نیست و این موضوع میتواند زیرساختهای بازیافت را با چالش مواجه کند و مدیریت زباله را دشوارتر سازد.
هزینه و محدودیت دسترسی:
ساخت پلاستیکهای زیستی معمولاً هزینهبرتر از پلاستیکهای سنتی است و این عامل ممکن است پذیرش گسترده آنها و دسترسی آسان به بازارهای جهانی را تحت تأثیر قرار دهد.
مقاومت محدود در برابر گرما:
برخی از انواع پلاستیکهای زیستی در برابر دماهای بالا مقاومت کمتری دارند و برای کاربردهایی که نیاز به تحمل حرارت بالا دارند، مناسب نیستند.
وسایل بستهبندی بیوپلاستیک
وسایل بستهبندی بیوپلاستیک شامل انواع محصولات و ابزارهایی هستند که از مواد زیستی یا زیستتخریبپذیر تولید میشوند و بهعنوان جایگزین برای بستهبندیهای پلاستیکی سنتی استفاده میشوند. برخی از مهمترین وسایل بستهبندی بیوپلاستیک عبارتند از:
کیسههای زیستی
کیسههای ساختهشده از پلیمرهای زیستپایه (مانند نشاسته ذرت یا PLA) که قابل تجزیه در طبیعت هستند.
بطریهای بیوپلاستیکی
بطریهایی که از مواد زیستپایه مانند PLA یا PET زیستی تولید شدهاند. کاربرد اصلی آنها در بستهبندی نوشیدنیها مانند آب، آبمیوه یا محصولات لبنی است.
ظروف یکبارمصرف بیوپلاستیکی
لیوان، بشقاب، کاسه، قاشق و چنگال
ظروف بیرونبر غذا (Food Containers)
ظروف بستهبندی سالاد و دسر
این ظروف مناسب رستورانها، کافیشاپها، فستفودها و مراسم هستند و پس از مصرف به راحتی تجزیه میشوند.
فیلمهای بستهبندی
نوارها یا فیلمهای نازک بیوپلاستیکی که برای بستهبندی مواد غذایی یا پوشش محصولات استفاده میشوند. این فیلمها اغلب انعطافپذیر و زیستتخریبپذیر هستند.
قوطیها و جعبهها
قوطیها یا جعبههای ساختهشده از ترکیبات زیستی برای بستهبندی محصولات خشک، مواد غذایی یا اقلام مصرفی. این وسایل اغلب از مواد گیاهی یا ترکیبات زیستپایه تولید شدهاند.
جعبه و کارتن بیوپلاستیکی
جعبه پیتزا بیوپلاستیکی یا با پوشش بیوپلاستیک
جعبه ساندویچ، همبرگر و فستفود
جعبه شیرینی و کیک
این جعبهها معمولاً از مقوا با لایه پوششی بیوپلاستیک یا به طور کامل از بیوپلاستیک ساخته میشوند تا در تماس با مواد غذایی ایمن باشند و تجزیهپذیری بالایی داشته باشند.
قاشق، چنگال و چاقوی یکبار مصرف
ابزارهای یکبار مصرف ساختهشده از بیوپلاستیک که برای سرو غذا در رستورانها یا مراسم استفاده میشوند.
بطری و ظروف بستهبندی مایعات
برخی از بطریها و ظروف مایعات از PLA (پلیلاکتیک اسید) یا سایر بیوپلاستیکها تولید میشوند.
بطری آب، نوشابه، دوغ و آبمیوه
ظروف بستهبندی لبنیات و سس
پوششهای محافظ زیستی
لایههای محافظ بیوپلاستیکی که برای حفظ کیفیت مواد غذایی یا جلوگیری از نفوذ هوا و رطوبت استفاده میشوند.
جمعبندی
در این میان، شما نیز میتوانید سهمی در حفظ محیطزیست داشته باشید. استفاده از بستهبندیهای کاغذی مانند کاغذ ساندویچ در بستهبندی فستفودها، نهتنها به کاهش مصرف پلاستیکهای مضر کمک میکند، بلکه با قابلیت بازیافت آسانتر، گامی مؤثر در راستای کاهش زبالههای غیرقابل تجزیه و حمایت از محیطزیست به شمار میآید.
در نهایت، با توسعه فناوری و افزایش آگاهی زیستمحیطی، بیوپلاستیکها میتوانند نقش مهمی در حرکت به سوی اقتصاد سبز و پایدار ایفا کنند و انتخابی هوشمندانه برای کسبوکارهایی باشند که به مسئولیت اجتماعی و حفظ محیطزیست اهمیت میدهند.
