102

پلاستیک واژه ای است به معنای شکل پذیر ، یا چیزی مناسب برای قالب گیری .

پلاستیک واژه ای است به معنای شکل پذیر ، یا چیزی مناسب برای قالب گیری .
(چهارشنبه ۱۵ شهریور ۱۳۹۶) ۰۸:۰۰

پلاستیک ها بر اثر حرارات، نرم می شوند و مانند خمیر بازی کودکان ، به هر شکلی در می آیند.

در حال حاضر بیش از 10000 نوع پلاستیک مختلف وجود دارد. بعضی از انواع پلاستیک ها قابل بازیافت هستند و برخی غیرقابل بازیافت تبدیل هستند یا از آنجا که سوخت های فسیلی را مصرف می کنند آنها را انرژی خوار می نامند در صورتی که این چنین نیست و پلاستیک ها از لحاظ انرژی و مصرف آن بسیار با صرفه عمل می کنند . یعنی انرژی خیلی کمتری برای ساخت یک بطری شیشه ای مصرف می شود . همچنین از آنجایی که پلاستیک ها وزن سبکی دارند انرژی کمتری برای حمل آنها مصرف می شود . گرچه پلاستیک ها به طور کلی سبک هستند ولی دفع آنها در محل های دفن زمینی گزینه ی خوبی نیست بلکه دو راه دیگر هم وجود دارد؛ بازیافت و زباله سوزی کاربری این دو روش ها موجب بازپس گیری برخی ارزش های پلاستیک می شود که میتواند در ساخت دوباره اقلام پلاستیکی به کار آید. زباله سوزی موجب بازیابی انرژی شیمیایی می شود که می توان ا زآن به منظور تولید بخار و الکتریسیته بکار برد . در صورتی که دفن زمینی پلاستیک ها هیچ کدام از این مزایا را ندارد و بعلاوه دفن بهداشتی پلاستیک به معنی دفن همیشگی است چرا که این نوع پسماند تجزیه هم نمی شود.

پلاستیک عایق حرارت و برق است و وزنی سبک دارد و می توان آن را به گونه ای ساخت که هرگز نشکند یا از آن در ساخت اسباب بازی یا دریچه های قلب استفاده کرد. در عصر حاضر پیشرفت فناوری به پیشرفت هایی که در زمینه مواد حاصل شده است ،بستگی دارد. مواد مرکب، نشانه گام های بزرگی است که در راه تکامل مواد مهندسی برداشته شده است. با ترکیب فیزیکی 2 یا چند ماده نه تنها مواد سبک تر و محکم تری به دست می آید که جایگزین مصالح سنتی از قبیل فلزات ، سرامیک ، چوب ها و پلیمرهای معمولی می شوند بلکه می توان با توجه به کاربرد مورد نظر ، خواصی مشخصی را در این مواد ایجاد کرد. در ترکیب فیزیکی اجزای تشکیل دهنده ماهیت خود را کاملا حفظ می کنند اما در برخی از مواد اصلاحات جزیی سطحی در مواد تشکیل دهنده اعمال می شود . با توجه به اهمیت و نقش مواد مرکب در توسعه فناوری های نوین محققان دانشگاه تربیت مدرس برای نخستین بار در کشور امکان ساخت تخته های چوب پلاستیک را با استفاده از 2 روش مورد بررسی قرار داده اند و موفق به ساخت چوب پلاستیک از ضایعات خرده چوب و پلی اتیلن سنگین شده اند.

ماده مرکب که از ترکیب 2 یا چند ماده به دست می آید معمولا از یک یا چند فاز ناپیوسته و یک فاز ضعیف پیوسته که همان ماده زمینه است تشکیل شده است . فاز ناپیوسته معمولا سخت تر و قوی تر از فاز پیوسته است و به همین دلیل به آن فاز تقویت کننده نیز می گویند . فاز ناپیوسته  می تواند نقش پرکنندگی را در ترکیب ایفا کند . پر کننده ها موادی بی اثر هستند که به پلیمرها اضافه می شوند تا هزینه ساخت مواد مرکب را کاهش و برخی از خواص فیزیکی ماننده سفتی و سختی آنها را افزایش دهند.

پلیمرها تقویت شده  با الیاف و پرکننده های معدنی ، مصنوعی و الی از مهمترین مواد مرکب هستند که سالانه مقادیر بسیار زیادی از آنها در سراسر دنیا تولید می شود . مواد مرکب چوب پلاستیک که به اختصار WPC نامیده می شوند ، مخلوطی از مواد لیگنوسلولری و پلاستیک هستند که گیرنده و با تجهیزات صنایع چوب قابل برش ، متر و سمباده زنی و ... هستند . اگر در صد مواد لیگنوسلولزی از  50درصد کمتر باشد خواص محصول بیشتر به پلاستیک نزدیک است اما اگر درصد مواد لیگنوسلولری از 50 درصد بیشتر باشد خواص محصول تولیدی به چوب نزدیکتر است . کامپوزیت های با ترکیب های چوب پلاستیک در بسیاری از کشورهای پیشرفته به سرعت در حال تولید و گسترش هستند.

در ساخت این مواد مرکب محدوده وسیعی از پلیمرها مانند پروپیلن ، پلی اتیلن ، پلی وینیل کلراید ، پلی استرو و ... همراه پر کننده های سلولزی شامل آرد و الیاف چوب ، کتان ، کنف ، بامبو، کاه ، کلش و .. مورد استفاده قار می گیرند . به دنیال افزایش نسبی قیمت پلاستیک در سال های گذشته افزون پرکننده های طبیعی به منظور کاهش هزینه ها در صنعت پلاستیک و در برخی موارد افزایش تولید ، مورد توجه قرار گرفت. کاهش قیمت ، افزایش قابلیت پرکنندگی و دسترسی به انواع گوناگونی از الیاف از مهمترین مزایای استفاده از این مواد در مقایسه با پرکننده های معدنی مانند رس ، تالک، آهن و الیاف مصنوعی مانند شیشه و کربن است . قابلیت تخریب بیولوژیکی در طبیعت ، تجدید پذیری و عدم تولید مواد سمی پس از سوختن نیز از دیگر ویژگی های مواد مرکب چوب پلاستیک است .

نخستین گام برای تهیه ی پلاستیک مطالعه در چگونگی مولکول است . مواد خام اولیه برای تهیه پلاستیک عبارتند از نفت و گاز . این سوخت های فسیلی بعضا با اکسیژن و کلر برای ساخت انواع پلاستیک ترکیب می شوند . خیلی از چیزهایی که می خریم در پوشش ها و بسته بندی های پلاستیکی معمولا عرضه می شوند البته برای آن که بتوان آن را نرم و شکل پذیر هم نمود، باید آن را سابیده و به صورت گرد و یا حبه های ریزی درآورد. آنگاه موادی به آن افزوده می شود تا پلاستیکی کاملا نرم و انعطاف پذیر به عمل آید . پلاستیک دارای خواص و گوناگونی بسیار است و از هر نوعی مواد مخصوصی به دست می آیند .برخی را از زغال سنگ ، برخی دیگر از نمک ، یا از الیاف پنبه و یا چوب تهیه می کنند.

موادی است که به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیر واحدهای سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمی مانند واژه زیست تخریب پذیر اطلاق می گیرد.

اما چگونگی استاندارد های یک محصول تخریب پذیر را می توان با استانداردهای متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یک محصول سنجید که عمدتا به تجزیه 60 تا 90 درصد از محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می گردد. این استاندارد در کشورهای مختلف متفاوت است .

دلیل اصلی زیست تخریب نبودن پلاستیک های معمول، طویل بودن طول مولکول پلیمر و پیوند قوی بین مونومرهای آن بوده که تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه کننده با مشکل مواجه می کند.

سرعت تجریه مواد مختلف :

کاغذ در طول مدت  2-4 هفته

برگ درخت در طول مدت 1-3 ماه

پوست پرتقال در طول مدت 6 ماه

پاکت شیر در طول مدت 5 سال

کیسه پلاستیکی در طول مدت 10 تا 20 سال

ظروف پلاستیکی در طول مدت 50 تا 80 سال

قوطی آلومینیومی در طول مدت 80 سال

قوطی حلبی در طول مدت 100 سال

بطری شیشه ای در طول مدت 500 سال

بطری پلاستیکی نوشابه در طول مدت 450 سال

و یونولیت هرگز تخریب نمی شود .

روش های اصلی تولید صنعتی پلیمر در ساخت پلاستیک های زیست تخریب پذیرشامل چند مرحله می باشد که در ابتدا می توان به استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه اشاره کرد؛ پلیمرهایی که از این روش تولید می شوند عمدتا شامل سلولز، نشاسته ، انواع پروئین ها، فیبرها و چربی های گیاهی می باشند که به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی کاربرد دارند. دسته دیگر مواد هستند که پس از انجام فرایندهای مانند تخمیر و هیدرولیز می توانند به عنوان مونومر پلیمرهای مورد نیاز صنعت استفاده شوند.مونومرهای زیستی همچنین می توانند توسط موجودات زنده نیز به پلیمر تبدیل شوند. باکتری ها از جمله موجوداتی هستند که این دسته از مواد را به صورت گرانول هایی در پیکره سلولی خود تولید می کنند . این باکتری به سهولت در محیط کشت رشد داده شده و محصول آن برداشت می شود . رهیافت دیگر جداسازی ژن های درگیر در این فرایند و انتقال آن به گیاهان می باشند که پروژه هایی در این زمینه از جمله انتقال ژن های باکتریایی تولید PHA به ذرت انجام شده است .

مصرف گسترده پلاستیک برای بسته بندی باعث رشد و افزایش ضایعات و زباله های پلاستیکی شده است . در حال حاضر حدود 30 درصد زباله های شهری را ضایعات پلاستیکی تشکیل می دهد که برای بسته بندی مواد خوراکی ، بهداشتی ، دارویی و غیر خوراکی به کار می رود . ماندگاری بسیار طولانی پلاستیک که عمری حدود 300 سال را بالغ می شود  علاوه بر آلودگی های زیست محیطی ، سبب از بین رفتن زیبایی شهرها و طبیعت می شود از سوی دیگر بازیافت آن هم دارای مشکلات و هزینه های اقتصادی فراوانی است . به همین دلیل در کشورهای صنعتی و پیشرفته تحقیقات گسترده ای روی ساخت پلاستیک های زیست تخریب پذیر آغاز شده است . این پلاستیک ها پس از دور ریخته شدن ظرف یک الی دو هفته تبدیل به آب و دی اکسید کربن می شوند و از بین می رود . در حال حاضر محققان کشورمان مشغول کار و تحقیق بر روی این نوع پلاستیک ها می باشند و به منظور رفع این مشکلات ، محققان علوم زیستی در پی تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر از منابع تجدید شونده مثل ریز سازواره ها و گیاهان می باشند.

تقریبا تمامی پلاستیک های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی که غیر قابل بازگشت به محیط می باشند ، به دست می آیند . راه حل جایگزین برای این منظور بهره برداری از باکتری های خاکزی می باشد که تا 80 درصد از توده زیستی خود قادر به انباشتن پلیمرهای غیررسمی و تجزیه پذیر پلی هیدروکسی آلکانوات هستند.PHA  عموما از زیر واحدی به نام بتاهیدروکسی آلکانوات و به واسطه مسیری ساده با 3 آنزیم از استیل کوآنزیم A ساخته شده و معروف ترین آنها پلی هیدروکسی بوتیرات می باشد.

پلی هیدروکسی بوتیرات  متاسفانه شکننده می باشند و درنتیجه برای بسیاری از کاربردها مناسب نمی باشد. بهترین پلاستیک های زیست تخریب پذیر ، کوپلیمرهای پلی هیدروکسی بوتیرات با سایر PHA ها مثل پلی هیدروکسی والرات می باشد. تولید اینگونه کوپلیمرها در گیاهان تراریخت بسیار سخت تر از تولید پلیمرهای تک مونومری می باشند . باید منظر باشیم تا سرانجام شاهد تولید اقتصادی این محصولات دوستدار محیط زیست در آینده ای نزدیک بود.

در خلال دهه 80 میلادی شرکت انگلیسی c فرایندی را طراحی کرد که از طریق آن PHB و سایر PHA ها راتولید می کرد . اما هزینه تولید این پلاستیک ها زیست تخریب تقریبا 10 برابر هزینه تولید پلاستیک معمولی بود . با وجود مزایای بیشمار زیست محیطی این پلاستیک ها مثل تجزیه کامل آنها در خاک طی چند ماه ، هزینه بالای تولیدآن ، باعث اقتصادی نبودن این پلاستیک ها درمقیاس صنعتی شد . با این وجود بازار کوچک و پر سودی برای این محصولات ایجاد شد و از این پلاستیک ها برای ساخت بافت های مصنوعی بهره برداری گردید .

در اواسط دهه 90 میلادی شرکت مونسانتو امتیاز تولید PHA را از شرکت C کسب نمود و مهیا کردن شرایطی برای تجمع PHA  ها در پلاستیک به جای سیتوسل ، امکان برداشت محصول پلیمری را از برگ و دانه ایجاد کرد. اما در سال 2001 به علت مشکلات فنی و مالی امتیاز تولید PHA تراریخت را به شرکت METABOLIX واگذار کرد. این شرکت در قالب یک پروژه مشارکتی با وزارت انرژی آمریکا برای تولید PHA در گیاهان تراریخته تا پایان 2010 میلادی تلاش کردنند که در میان گروه های دیگری نیز برای تولید PHA در گیاهانی مثل نخل روغنی تلاش نمودند.

در کشورهای صنعتی و پیشرفته کمتر از 2 درصد مواد غذایی در فاصله میان تولید تا مصرف مواد غذایی فاسد می شود حال آنکه در کشورهای روبه توسعه و در حال پیشرفت به علت وجود نارسایی در بسته بندی مواد غذایی میزان فاسد شدن به 30 تا 50 درصد می رسد .

حفظ کیفیت و ارزش غذایی در دراز مدت مستلزم بهره گیری از موادی با کیفیت برتر و تامین شرایط مناسب برای به حداقل رساندن میزان دگرگونی و فساد مواد غذایی است . محافظت محصول و حفظ کیفیت آن هدف بسته بندی مواد غذایی است بنابراین ماده بسته بندی مواد غذایی نباید تغییری در کیفیت ماده غذایی ایجاد کند . مهاجرت ، ترکیباتی از سطح بسته بندی وارد محصول می شود و تغییراتی در آن ایجاد می کند ،کیسه ها و بطری های پلاستیکی به علت دارا بودن مواد افزودنی فراوان جزء مستعدترین نوع بسته بندی در زمینه مهاجرت می باشند.

از طرفی پدیده ایی داریم به نام جذب و فرایند نفوذ که از جذب ترکیبات ماده غذایی توسط ماده بسته بندی شده صحبت میکند . دراین فرایند ممکن است مواد طعم دهنده غذایی جذب ماده بسته بندی شود و در نتیجه کیفیت ماده غذایی افت می کند. در فرایند نفوذ بعضی گازهای محیط اطراف درماده بسته بندی نفوذ می کند و سپس سبب افت کیفیت ترکیبات و فرار عوامل مهم غذا مانند طعم و یا بوی آن می شود. بنابراین نفوذ ناپذیری یا نفوذپذیری پایین ماده بسته بندی نسبت به گازها مزیت بزرگی در حفظ کیفیت ماده غذایی محسوب می شود.

 

منبع : نشریه علمی آموزشی مدیریت نوین

ایمیل را وارد کنید
تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید

لوگو-پیام پترو

سایت اطلاع رسانی روابط عمومی

شرکت ملی صنایع پتروشیمی