پلیمر های زیست تخریب پذیر

از سال 1970 و با وخيم شدن مشكل دفن زباله در سطح جهان ، موضوع استفاده از پليمرهای زيست تخريب پذير مطرح گرديد كه اولين موضوع در خصوص كيسه های زباله و مواد يک بار مصرف بود طوری كه 30 درصد از پلاستیک های توليدی برای مصارف يک بار مصرف می باشد وتنها 2 درصد از آن بازيابی می گردد لذا پليمرهای زيست تخريب پذير به عنوان جايگزين مناسب پلاستیک های رايج مطرح گرديد.

به طور كلی می توان پليمرها را به دو گروه عمده زيست تخريب پذير و غير تخريب پذير تقسيم بندی نمود و پليمرهای زيست تخريب پذير را براساس اجزای تشكيل دهنده ، روش تهيه ، روش ساخت و يا كاربرد آن ها نيز تقسيم بندی نمود.

پليمرهای سنتزی غير تخريب پذير

مونومر اين پليمرها از منابع نفتی بوده و به وسيله الياف كربن و شيشه مقاوم می شوند كه سعی گرديده در مقابل عوامل محيطی مقاوم باشند كه خود باعث آلودگی محيط زيست به دليل عدم تخريب پذيری آن ها توسط محيط زيست می شود كه از آن جمله می توان به: پلی اتيلن ، پلی پروپيلن ، پلی يورتان ، پلی استايرن و غیره اشاره کرد.

پليمرهای زيست تخريب پذير

پليمرهای زيست تخريب پذير براساس اجزای تشكيل دهنده از نظر خاستگاه طبيعی و غيرطبيعی تقسيم بندی می گردد که به شرح زیر است.

الف) پليمرهای زيست تخريب پذير با خاستگاه طبيعی

1- پلی ساكاريدها مانند نشاسته و سلولز
2- پروتئين ها مانند ژلاتين ، پروتئين موجود در شير ، ابريشم ، پشم
3- ليپيدها نظير روغن كرچک و چربی اشباع شده حيوانی
4- پلی استرهای توليد شده از ميكرو ارگانيسم ها يا گياهان مانند پلی هيدروكسی آلكانوآت ها يا پلی هيدروكسی بوتيرات
5- پلی استرهای ساخته شده بر پايه مونومر طبيعی نظير پلی لاكتيک اسيد
6- یک گروه از پليمرهای گوناگون نظير لاستیک طبيعی

ب) پليمرهای زيست تخريب پذير سنتزی

پليمرهای زيست تخريب پذير زيادی وجود دارد كه از مواد اوليه پتروشيمی توليد می شوند و بعضی وقت ها تعدادی از آن ها در محيط اطراف ما يافت می شوند نظير نخ های بخيه كه در پزشكی مصرف می شوند.

1- پلی استرهای آليفاتیک نظير پلی گلايكولیک اسيد
2- پلی استرهای آروماتيک يا تركيب با پلی استرهای آليفاتیک
3- پلی الفين های اصلاح شده
4- پلی وينيل الكل ها

هر كدام از نمونه های بالا دارای خواص ويژه و كاربردهای بالقوه ای هستند.

روش های تخريب پليمرهای زيست تخريب پذير

پليمرها به روش های ميكروبی ، نوری و شميایی تخريب می شوند. هر سه روش تحت عنوان زيست تخريب پذيری تقسيم بندی می شوند كه محصولات نهایی حاصل از تخريب در طبيعت يافت می شوند.

الف) تخريب از طريق نور

در اين روش با تابش نور خورشيد پليمر به قطعات كوچک تر تبديل می گردد. بيشتر تخريب ميكروبی بعد از تخريب نوری شروع می شود. پلي الفين ها از آن دسته پليمرهایی هستند كه توسط نور تخريب می شوند.
روش های پيشنهادی جهت تخريب نوری عبارتند از:

1-اضافه كردن افزودنی نظير بنزو فنون به داخل ساختار پليمر.
2-اصالح ساختار پليمر با اضافه كردن جاذب اشعه فرابنفش
3-ساخت پليمرهای حساس به نور

ب) تخريب از طريق ميكروبي

پليمرهایی كه از مواد طبيعی ساخته می شوند نظير الياف كتان يا نشاسته مستعد به تخريب شدن از طريق مواد بيولوژیک هستند. سرعت تخريب پليمرها در سيستم تخريب بيولوژيكی بستگی به نوع فرمولاسيون و ميكروب مورد نياز برای تخريب دارد. در اين روش با وارد كردن نشاسته به ساختار پليمر و بعد از آن كه در تماس خاک يا آب قرار می گيرند به وسيله ميكروب ها حمله می شود كه در ابتدا نشاسته تجزيه شده و پليمر به ساختار اسفنجی تبديل می شود كه بسيار ضعيف می گردد. بعد از آن كه نشاسته تجزيه می شود بافت پليمر به وسيله حمله آنزيمی شروع به تخريب می كند. هر واكنش آنزيمی باعث قيچي شدن مولكول و كوچک تر شدن پليمر شده تا اين كه كل پليمر تخريب شود.

روش ديگر جهت تخريب ميكروبيولوژيكی پليمرها استفاده از ميكرو ارگانيسم ها در پليمرهاست كه برای هدفی خاص به منظور تخريب مواد پليمری انجام می گيرد. اين روش بسيار پر هزينه بوده و باعث توقف استفاده از منابع تجديد پذير می شود. ميكرو ارگانيسم های مورد نظر به منظور تخريب پلاستیک های برپايه نفت طراحی شده اند. البته اين روش كمكی به حفظ منابع تجديد ناپذير نمی نمايد و تنها از آلودگی محيط زيست جلوگيری می كند.

ج) تخريب شيميایی

بعضی از پليمرها وقتی در محلول های آبی قرار می گيرند به سرعت تخريب می شوند. نمونه ای از اين نوع ، دیپارت 1 است (نام تجاری دانه های پلی وينيل الكل است كه در قالب گيری تزريقی به عنوان فدا شونده عمل می نمايد اين ماده توسط یک شركت انگليسی توليد می شود) كه به سرعت در آب گرم حل شده و به پلی وينيل الكل و گليسرين تبديل می شود. مشابه بسياری از پلاستیک های تخريب پذير به وسيله نور ، در اين پليمر نيز تخريب عامل پليمر بعد و از طريق ميكروبی اتفاق می افتد. ميكرو ارگانيسم های مناسب به راحتي در مكان های تصفيه آب يافت می شوند. از جمله پليمرهای زيست تخريب پذير ديگری كه می توان به آن اشاره كرد نوداکس 2 است. نوداکس قابل تخريب در محيط قليایی بوده و به سرعت تخريب می شود.