پلاستیک سبز چیست، پلاستیکها از جمله مواد شیمیایی هستند که به دلیل ویژگیهای منحصر به فردشان در صنایع مختلف به کار میروند. این مواد مصنوعی ویژگیهایی مانند سبکی، مقاومت بالا، قابلیت شکلپذیری و هزینه تولید پایین دارند. با این وجود، مشکلات زیستمحیطی ناشی از تولید و دفع پلاستیکهای معمولی به شدت افزایش یافته است، به گونهای که امروزه پلاستیکها به یکی از بزرگترین چالشهای محیط زیستی تبدیل شدهاند. به این دلیل مفهوم “پلاستیک سبز” یا پلاستیک سازگار با محیط زیست مطرح شده است. در این مقاله به طور مفصل به تعریف پلاستیک سبز، انواع آن، ویژگیهایش، روشهای تولید، کاربردها، مزایا، معایب و تأثیرات زیستمحیطی آن پرداخته شده است.
پلاستیک سبز به نوعی از پلاستیکها گفته میشود که برخلاف پلاستیکهای سنتی با استفاده از مواد اولیه طبیعی (مانند نشاسته، سلولز، قند و سایر بیوپلیمرها) تولید میشود و در فرآیند تولید، مصرف و دفع آن کمترین آسیب به محیط زیست وارد میگردد. این نوع پلاستیکها معمولاً تجدیدپذیر، زیستتخریبپذیر یا قابل بازیافت هستند و هدف اصلی از توسعه آنها کاهش استفاده از پلاستیکهای مبتنی بر نفت و کاهش آلودگیهای زیستمحیطی است.
پلاستیکهای سبز میتوانند در دو دسته کلی جای بگیرند:
1. پلاستیکهای زیستتخریبپذیر (Biodegradable plastics): که قابلیت تجزیه توسط موجودات زیستی مانند باکتریها و قارچها را دارند و در شرایط خاصی به مواد طبیعی تبدیل میشوند.
2. پلاستیکهای مبتنی بر منابع تجدیدپذیر (Bio-based plastics): که مواد اولیه آنها از منابع زیستی حاصل شده است، اما الزاما همه این پلاستیکها زیستتخریبپذیر نیستند.
تعریف سازمانها:
سازمانهای بینالمللی مانند ASTM (American Society for Testing and Materials) و ISO (International Organization for Standardization) استانداردهایی برای پلاستیکهای زیستتخریبپذیر و مبتنی بر منابع تجدیدپذیر تدوین کردهاند تا بتوان بر اساس معیارهای خاص، محیطزیستی بودن این مواد را ارزیابی کرد.
در این بخش به معرفی انواع پلاستیکهای سبز و ماده اولیه هر کدام پرداخته میشود.
1. پلیلاکتیک اسید (PLA)
یکی از شناختهشدهترین پلاستیکهای زیستتخریبپذیر است که از تخمیر قندهای گیاهی مانند ذرت، نیشکر و چغندر بدست میآید. PLA به دلیل شفافیت، مقاومت مکانیکی مناسب و زیستسازگاری بالا، در بستهبندی مواد غذایی، پزشکی و چاپ سهبعدی کاربرد فراوان دارد.
2. پلیهیدروکسیآلکانواتها (PHA)
گروهی از پلیمرهای تولید شده توسط باکتریها از تجزیه زیستی قندها و چربیها. این پلیمرها کامل زیستتخریبپذیر هستند و به عنوان جایگزین پلاستیکهای نفتی شناخته میشوند.
3. نشاسته اصلاح شده (Starch-based plastics)
نشاسته یکی از فراوانترین بیوپلیمرهای طبیعی است که با فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی تبدیل به پلاستیکهای زیستتخریبپذیر میشود. این پلاستیکها دارای کاربرد در بستهبندی و ساخت اقلام یکبار مصرف هستند.
4. پلیبوتیلن سوکسینات (PBS)
پلاستیکی زیستتخریبپذیر که از منابع زیستی تهیه میشود و ویژگیهای مکانیکی و حرارتی مطلوبی دارد.
5. پلیاتیلن زیستی (Bio-PE)
پلیاتیلنی است که از نیشکر تولید میشود ولی برخلاف PLA، زیستتخریبپذیر نیست ولی از منابع تجدیدپذیر ساخته شده.
6. پلاستیکهای کامپوزیت زیستی
ترکیب پلاستیکهای زیستی با مواد تقویتکننده طبیعی (مانند الیاف کنف یا کتان) که باعث بهبود خواص مکانیکی و زیستتخریبپذیری میشوند.
تولید پلاستیک سبز مشابه تولید پلاستیکهای سنتی با تفاوتهای مهم در مواد اولیه و واکنشها انجام میشود.
1. تهیه مواد اولیه زیستی
برای استخراج قندها، نشاسته و مواد خام زیستی، از منابع کشاورزی و جنگلی بهره گرفته میشود. این مرحله شامل برداشت، خردایش، آنزیمزدایی و جداسازی مواد مغذی است.
2. تخمیر زیستی (Fermentation)
در بسیاری از پلاستیکهای سبز نظیر PLA و PHA از میکروارگانیسمها برای تبدیل قندها به مونومرها استفاده میشود.
3. پلیمریزاسیون
مونومرهای بدست آمده از طریق واکنشهایی مانند پلیمریزاسیون باز اسیدی، پلیمریزاسیون رادیکالی یا پلیمریزاسیون حلقوی، به پلیمر تبدیل میشوند.
4. پردازش نهایی
پس از تولید پلیمر، فرآیندهایی مانند قالبگیری تزریقی، تولید فیلم، چاپ و ساخت محصولات نهایی انجام میگیرد.
– زیستتخریبپذیری
پلاستیکهای سبز قادرند در شرایط زیستپذیر نظیر حضور باکتریها، رطوبت و دما به مواد سادهای که به محیط آسیب نمیرسانند، تجزیه شوند. سرعت و میزان تجزیه وابسته به ترکیب شیمیایی، ضخامت محصول و شرایط محیطی است.
– مقاومت مکانیکی و حرارتی
برخی پلاستیکهای سبز مانند PLA دارای مقاومت مکانیکی و حرارتی مناسبی هستند که قابل رقابت با پلاستیکهای سنتی نظیر پلی اتیلن و پلی پروپیلن میباشند، اما برخی دیگر مقاومت کمتری دارند و به همین دلیل کاربردهای محدودتری دارند.
– شفافیت و قابلیت شکلدهی
بسیاری از پلاستیکهای زیستی مانند PLA شفاف بوده و قابلیت پردازش با روشهای متنوع مانند قالبگیری تزریقی و فیلمسازی را دارند.
– زیستسازگاری (Biocompatibility)
پلاستیکهای سبز بخصوص گروه PLA و PHA به دلیل سازگاری با بافتهای زیستی در کاربردهای پزشکی از جمله دارورسانی و تجهیزات پزشکی مصرف میشوند.
– کاهش انتشار گازهای گلخانهای
با توجه به استفاده از منابع تجدیدپذیر و فرآیندهای تولید کمآلاینده، پلاستیک سبز به کاهش اثرات کربن کمک میکند.
1. بستهبندی مواد غذایی
استفاده از PLA و نشاسته اصلاح شده برای ظروف یکبارمصرف، فیلمهای بستهبندی و کیسههای زیستتخریبپذیر.
2. پزشکی و بهداشتی
تولید تجهیزات پزشکی، نخهای جراحی، کپسولهای دارویی که نیاز به زیستسازگاری بالا دارند.
3. کشاورزی
فیلمهای پوششی و نایلونهای زیستتخریبپذیر برای راحتی کار کشاورزان و کاهش آلودگی خاک.
4. چاپ سهبعدی
رزینهای مبتنی بر PLA به علت ساخت آسان و دوستدار محیط زیست برای چاپگرهای سهبعدی پرکاربرد هستند.
5. صنعت خودرو
کامپوزیتهای زیستی به منظور کاهش وزن خودرو و بهبود بازیافتپذیری قطعات.
6. محصولات مصرفی روزمره
قلممو، بشقاب و کاپهای یکبار مصرف، بستهبندیهای زیستی و انواع کالاهای پلاستیکی کوچک خانگی.
مزایا:
– کاهش وابستگی به منابع نفتی و فسیلی.
– کاهش آلودگی محیط زیستی و تولید کمتر گازهای گلخانهای.
– کمک به صرفهجویی در مصرف انرژی جهت تولید.
– قابلیت تجزیه زیستی و تسهیل فرایند بازیافت.
– بهبود سلامت انسان و محیط زیست به دلیل عدم استفاده از ترکیبات سمی.
معایب:
– هزینه تولید و فرآوری نسبتاً بالاتر نسبت به پلاستیکهای معمولی.
– محدودیت در مقاومت مکانیکی و حرارتی برای برخی کاربردها.
– نیاز به شرایط خاص برای تجزیه زیستی کامل (دما، رطوبت و میکروارگانیسمها).
– رقابت با منابع غذایی در تولید مواد اولیه (مانند استفاده از ذرت و نیشکر).
– زیرساخت محدود برای جمعآوری و بازیافت پلاستیکهای سبز.
پلاستیک سبز به طور کلی تأثیرات زیستمحیطی کمتری نسبت به پلاستیکهای نفتی دارد اما برخی نگرانیها مطرح است.
– کاهش آلودگی خاک و آب به دلیل تجزیه بهتر.
– کاهش تولید زبالههای پلاستیکی دائمی و مشکل بازیافت.
– پتانسیل کاهش اثرات گازهای گلخانهای در کل چرخه تولید و دفع.
– اثرات کشاورزی مرتبط با تولید مواد اولیه زیستی از جمله مصرف آب و کودهای شیمیایی.
– امکان آلودگی محیط زیستی در صورت عدم مدیریت صحیح زباله.
برخی استانداردهای مطرح جهانی جهت ارزیابی پلاستیک سبز عبارتند از:
– ASTM D6400: استاندارد آزمایش زیستتخریبپذیری پلاستیک در شرایط صنعتی.
– ISO 17088: شناسایی و ارزیابی پلاستیکهای زیستتخریبپذیر.
– EN 13432: متد ارزیابی اثرات زیستمحیطی و قابلیت تجزیه.
– ارزیابی چرخه عمر (Life Cycle Assessment, LCA): تحلیل جامع اثرات محیطی کل چرخه محصول از تولید تا دفع.
– استانداردهای مربوط به زیستسازگاری و ایمنی برای کاربردهای پزشکی.
1. کاهش هزینه تولید و بهبود فرآیندهای صنعتی.
2. توسعه مواد جدید با خواص مکانیکی و حرارتی بهتر.
3. افزایش زیرساختهای بازیافت و مدیریت پسماند پلاستیکی زیستی.
4. بهبود توجه به مسائل کشاورزی و اقتصادی در منابع اولیه.
5. سیاستها و قوانین حمایتی جهت ترویج استفاده از پلاستیکهای سبز.
6. کاربردهای نوآورانه در زمینه خودرو، ساختمان و الکترونیک.
7. آموزش عمومی و افزایش آگاهی مصرفکنندگان.
پلاستیکهای سبز به عنوان راهحلی پایدار برای کاهش مشکلات محیط زیستی مرتبط با استفاده از پلاستیکهای نفتی مطرح هستند. با وجود چالشهایی مانند هزینه تولید و سرمایهگذاریهای لازم، پیشرفتهای فنی و علمی سبب شده تا این نوع پلاستیکها به تدریج جایگاه خود را در صنایع مختلف پیدا کنند. توسعه مواد اولیه جدید، بهینهسازی فرآیندهای تولید و افزایش زیرساختهای بازیافت، آینده روشنی برای کاربرد پلاستیکهای سبز رقم خواهد زد. در نهایت، همکاری همه جانبه بین دولتها، صنعت و جامعه میتواند نقش مؤثری در تحقق اقتصاد چرخشی و حفاظت از محیط زیست ایفا نماید.
یزد پلاست تولید کننده سطل پلاستیکی ، سطل صنعتی ، سطل رنگ
