دوشنبه, ۸ بهمن, ۱۴۰۳ / 27 January, 2025
مجله ویستا
نسل جدید پلیمرها
این بیوپلیمرها قبلاً توسط منابع تجدیدپذیر تولید می‌شدند (مثلاً پلی لاکتیک اسید(PLA) و پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA) که از خانواده پلی‌استرها هستند.) برای ساخت پلیمرهای قابل تجزیه در محیط‌زیست حتی می‌توان از بازمانده‌های کارخانجات و صنایع غذایی نیز استفاده کرد. به طور مثال یک کارخانه که انواع چیپس سیب‌زمینی و سایر فرآورده‌های مربوط به سیب‌زمینی را تولید می‌کند به عنوان یک محصول جانبی نوعی پلاستیک با نام تجاری Solanyl نیز می‌سازد!
باید به خاطر داشت که عامل تعیین‌کننده در تجزیه‌پذیری پلاستیک‌ها در محیط زیست، منشأ تولید آنها (یا به عبارت دیگر مواد اولیه‌شان) نیست، بلکه فقط ساختار شیمیایی پلاستیک است که این خاصیت را ایجاد می‌کند. بدین جهت مواد تجدیدپذیر و قابل بازیافت تنها مواد اولیه ساخت این پلیمرهای دوست محیط زیست نیستند، بلکه نفت خام هم منبعی عالی برای تولید این پلیمرها است و اتفاقاً پلیمرهای زیست محیطی که از نفت خام به دست می‌آیند، به خوبی در محیط تجزیه می‌شوند.
پلیمرهای کلاسیک و معمولی با منشأ نفتی، در بازار جهانی پلاستیک با هم رقابت تنگاتنگی دارند و حاکم بودن و سابقه طولانی تولید و مصرفشان باعث شده که دانش فنی جهانی در مورد آنها بسیار بالا باشد ولی همراه ساختن این پلاستیک‌های نفتی و پلاستیک‌هایی با منشأ مواد تجدیدپذیر و زیستی به احتمال زیاد می‌تواند عامل موفقیت صنایع پلاستیک در سال‌های آینده باشد.
بدین منظور سازندگان پلاستیک‌های زیست‌محیطی تصمیم گرفته‌اند که بهبود خواص و قابلیت‌های جدید پلاستیک‌های ترکیبی را (که از مخلوط ساختن پلاستیک‌هایی با منشأ نفتی و پلاستیک‌های زیست محیطی به دست می‌آیند) به صنایع نشان دهند. به طور مثال ترکیبی از نشاسته خالص گیاهی و پلی‌استرهای مصنوعی قابل تجزیه، امروزه برای ساخت چندین محصول پلاستیکی به کار می‌رود و چرخه عمر کوتاه‌تری در مقایسه با پلی‌استرهای خالص تجزیه‌پذیر دارد.
بنابراین می‌توان گفت که بیوپلیمرهای نفتی می‌توانند کمک و همراه مؤثری برای پیشرفت بازار پلیمرهای تجزیه‌پذیر در محیط زیست باشند. در بازار جهانی پلاستیک که وابستگی شدیدی به نفت خام دارد، ورود پلیمرهای نوشونده شرایط بی‌شماری را برای پیشرفت‌های آینده ایجاد می‌کند.
● خواص
گرچه پلیمرهای قابل تجزیه توسط محیط زیست شباهت‌های زیادی به پلاستیک‌های معمولی مانند‌پلی‌اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استایرن و ... دارند، ولی به دلیل ساختار شیمیایی ویژه خود، از خواص متفاوتی برخوردارند. برای مثال ضریب عبور بخار آب در بعضی از آنها (مثل (PLA بیشتر است. از این خاصیت در ساخت لباس‌های ورزشی استفاده می‌شود، زیرا امکان تنفس به پوست انسان می‌دهد. در بسته‌بندی مواد غذایی نظیر انواع شیرینی و نان نیز وجود چنین محافظ‌هایی باعث تازه نگه داشتن و طولانی‌تر شدن عمر محصول غذایی می‌شود.
در زمینه بسته‌بندی‌های فیلمی نیز فیلم‌های ساخته شده از مخلوط نشاسته باعث حذف مرحله پرفراژ می‌شوند، زیرا میزان رطوبت، خود به خود به حد مناسب و مطلوب می‌رسد. این موضوع در بسته‌بندی میوه‌ها و سبزیجات تازه باعث جلب رضایت مصرف‌کنندگان شده است.
آمارها، استقبال عمومی را از این بسته‌بندی‌ها نشان می‌دهد. این توجه مثبت نه تنها به دلیل مدیریت زباله‌های شهری و خانه به خانه، بلکه به دلیل خواص جالب این پلیمرهای زیست محیطی است.متخصصان معتقدند که بسیاری از قابلیت‌های بی‌نظیر و خواص جالب پلیمرهای زیست محیطی هنوز آشکار نشده‌اند و این پلیمرها هنوز در ابتدای مسیر تکاملی خود قرار دارند. در حالی که پلاستیک‌های معمولی طی دهه‌های گذشته از لحاظ تکنولوژی تولید، رشد قابل توجهی داشته‌اند. به طوری که هر یک از پلاستیک‌های معمولی امروزی، خود یک محصول تخصصی و مهندسی محسوب می‌شوند.
مثلاً پنج سال قبل چه کسی فکرش را می‌کرد که مخلوط نشاسته بتواند مقاومت چرخشی لاستیک‌های اتومبیل را کاهش دهد؟ شرکت گودیر امروزه از مخلوط نشاسته در ساخت تایرهای خود استفاده می‌کند و با کمک این تکنولوژی و لاستیک‌های جدید مقدار مصرف سوخت را در اتومبیل‌ها کاهش داده است.
● ظرفیت‌های تولید
اگرچه اولین پلیمرهای قابل تجزیه توسط محیط زیست حدود ده سال پیش ساخته شدند، ولی کارخانجات، برنامه‌ای برای تولید صنعتی این پلیمرها نداشتند. از چند سال قبل برخی از کارخانه‌ها تولیدات آزمایشی پلیمرهای BDP را آغاز کردند و به زودی مقدمات و زیرساخت‌های تولید صنعتی را فراهم آوردند. از جمله دو شرکت Gargil Dow و Rodenburg کارخانه‌های جدیدی را برای تولید محصولات بیوپلیمری احداث کرده‌اند که با راه‌اندازی کامل آنها ظرفیت جهانی تولید بیوپلیمرها به دویست و پنجاه هزار تن می‌رسد.
علت تأخیر در تولید صنعتی پلیمرهای BDP این است که در گذشته تمام تلاش محققان در جهت تعیین خواص پایه‌ای این محصولات متمرکز شده بود، ولی اکنون که خواص این پلیمرها به حد مطلوب ویژگی‌های فنی محصولات پلیمری رسیده است، تولید صنعتی با سرعت قابل توجهی در حال افزایش است. بعضی از شرکت‌ها نظیر BASF و Cargil Dow به طور صریح اعلام کرده‌اند که طی ۲ تا ۴ سال آینده ظرفیت تولید محصولات BDP خود را تا پانصد هزار تن افزایش خواهند داد.
شرکت Novamont که متخصص ساخت ترکیبات نشاسته‌ای است نیز در سال‌های اخیر به طور دائمی ظرفیت تولید خود را افزایش داده است. متخصصان پیش‌بینی می‌کنند اگر روند افزایش ظرفیت تولید کارخانجات به همین نحو پیش رود، تا سال ۲۰۱۰ ظرفیت جهانی به یک میلیون تن خواهد رسید.
● ویژگی‌های کارکردی
پلیمرهای زیست محیطی جدید از لحاظ کارکردی کاملاً شبیه به پلیمر پلاستیک‌های معمولی هستند. لذا تمام فرآیندهای استاندارد و متداولی که برای پلیمرهای معمولی انجام می‌گیرد، برای پلیمرهای BDP نیز قابل اجرا است. بنابراین عملا BDP ها قابلیت این را دارند که به هزاران نوع محصول پلیمری تبدیل شوند. البته این پلیمرها هم مانند سایر پلیمرهای معمولی بسته به استفاده نهایی به مراحل تکمیلی خاصی نیاز دارند. مثلاً بهبود خواص پلیمر توسط عملیات ترکیب و اختلاط (کامپاوند) بر حسب اینکه به صورت فیلم اکسترود شود یا به صورت اشیای تزریقی درآید، یک مرحله ضروری است. اضافه کردن بعضی از مواد افزودنی برای سهولت فرآیندهای بعدی کاری رایج در تولید پلاستیک‌ها است.
در بعضی موارد پلیمرهای BDP را با کاغذ و مقوا لمینیت می‌کنند. محصول لمینیت شده می‌تواند چاپ شود و چسب بخورد تا به صورت لیبل عرضه شود. نکته مهم در افزودن مواد یا انتخاب عملیات تکمیلی این است که ماهیت تجزیه خود به خودی پلیمر دستخوش تغییر نشود و به دلیل اهمیت این موضوع سازندگان این پلیمرها خود را ملزم به رعایت استانداردهای تجزیه طبیعی مواد (مانند استاندارد ۴۳۲ ENB برای قابلیت تجزیه خود به خودی در محیط زیست) می‌نمایند.● توسعه بازار بیوپلیمرها
همان‌طور که گفته شد بیوپلیمرها قابلیت تبدیل به تعداد بی‌شماری از محصولات پلاستیکی را دارند. امروزه استفاده از این پلیمرها به محصولاتی با حجم تولید زیاد منحصر شده است (مانند محصولات بسته‌بندی و الیاف) ولی این نسل جدید پلیمرها به اندازه‌ای جذابیت دارند که بازار محصولات آنها به سرعت رو به گسترش است.
در سال ۲۰۰۱ مصرف بیوپلیمرهای قابل تجزیه در محیط زیست در اتحادیه اروپا بین بیست و پنج تا سی هزار تن تخمین زده شد. سهم اصلی بازار اروپا در دست یک شرکت ایتالیایی به نام Novamont است.
در آمریکا شرکت Cargill Dow (واقع در شمال شرقی ایالات متحده) که بزرگ‌ترین تولیدکننده پلی‌لاکتیک اسید است رهبری بازار را به عهده دارد. این شرکت حاصل اتحاد شرکت معروف Dow ، تولیدکننده مواد شیمیایی و پلاستیک‌ها با شرکت کشاورزی Cargill است. گرچه پلیمرهای قابل تجزیه در محیط زیست در اتحادیه اروپا به خوبی جای خود را باز کرده است، هنوز هزینه‌های تولید آن به نسبت پلاستیک‌های معمولی بالاست ولی متخصصان بر اساس رشد بازار امیدوارند که در سال‌های آینده هزینه‌های تولید به طور نسبی کاهش یابد و این رشد بازار عملی نخواهد شد مگر اینکه با گذشت زمان قابلیت‌های منحصر به فرد و برترهای این پلیمرها توسط بازار جهانی پلاستیک کشف شود. کارشناسان عقیده دارند که ملاحظات اقتصادی تنها در کاهش قیمت مواد اولیه معنی پیدا نمی‌کند، بلکه این سایر هزینه‌های جانبی است که باعث برتری اقتصادی یک محصول می‌شود و در مورد پلیمرهای جدید این کاهش هزینه‌های جمع‌آوری و دفع محصولات پلیمری است که برای جوامع پیشرفته جذابیت دارد.
توسعه بازار برای هر محصولی وابسته به شرایط کاری است که بازار آن محصول تحمیل می‌کند و هرگاه شرایط تعیین‌کننده بازار موافق با آن محصول باشد، بازار آن به سرعت گسترش می‌یابد و به دنبال آن سرمایه‌گذاری‌های جدید و حمایت‌های مالی برای تحقیق و توسعه صورت می‌گیرد. ورود به بازار برای بیوپلیمرها هم مانند انرژی‌های جدید با بحث‌های زیادی همراه شد و هنوز هم نظرات مختلفی در خصوص حمایت‌های مالی از آن وجود دارد. ولی نکته اینجاست که سوددهی محصولات بیوپلیمری در مقایسه با انرژی‌های جدید (بادی، خورشیدی، فتوولتائیک و هیدروژنی) به مراتب بیشتر است. نتیجه اینکه بازار محصولات بیوپلیمری برخلاف انرژی‌های جدید، بدون حمایت‌های مالی قابل توجه رشد کرده و به وضعیت کنونی رسیده است. این رشد تنها مدیون تولیدکنندگان این محصولات بوده که به خودی خود ظرفیت‌های تولید را افزایش دادند.
متخصصان بر این باورند که نسل جدید پلیمرها که به تنهایی و بدون حمایت موانع مختلف را پشت سر گذاشته و به موقعیت فعلی رسیده است، در سال‌های آینده منبع عظیمی از ثروت برای جوامع و صنایع خواهد بود.
البته کارشناسان اذعان دارند که پلیمرهای متداول با منشأ نفتی، زندگی امروزی ما را متحول ساخته‌اند و این مواد روز به روز در مسیر تکامل خود و برآورده کردن نیازهای زندگی مدرن پیش می‌روند.
محصولات پلاستیکی در اطراف ما روز به روز با دوام‌تر و ارزان‌تر می‌شوند و این زندگی را برای انسان‌ها آسان‌تر می‌سازد، اما در کنار این‌‌ها، محدود بودن منشأ مواد اولیه نیز حقیقتی است که باید به آن توجه داشت. گرچه سال‌های دیگر هم موتور محرکه بازار پلاستیک همان پلیمرهای معمولی هستند، اما همزمان جایگزین دیگری با منشأ مواد طبیعی یا تجدیدپذیر وجود خواهد داشت.
متأسفانه امروزه علی‌رغم اثبات قابلیت‌ها و پیشرفت‌های بیوپلیمرها و در عین حال عدم حمایت‌های جدی مالی، بیوپلیمرها همچنان در قیود حاکم بر بازار فعلی پلیمرهای معمولی قرار دارند و با همان قوانین مورد قضاوت قرار می‌گیرند.
● نظرخواهی از مصرف‌کنندگان
شش‌صد نفر از ساکنان شهر کاسل واقع در کشور آلمان، در پاییز سال ۲۰۰۱، در یک نظرخواهی راجع به بیوپلیمرها شرکت کردند. در این نظرخواهی نود درصد با جایگزینی بسته‌بندی‌های بیوپلیمری به جای بسته‌بندی‌های پلاستیکی معمولی موافق یا خیلی موافق بودند.
هشتاد درصد از شرکت‌کنندگان اظهار داشتند که کیفیت بسته‌بندی‌های بیوپلیمری خوب تا خیلی خوب است و هشتاد و هفت درصد در مورد خرید دوباره محصولات در این بسته‌بندی‌های زیست محیطی پاسخ مثبت دادند. از طرفی نتایج این نظرخواهی نشان داد که بیش از یک سوم شرکت‌کنندگان حاضر بودند که مبلغ اضافی ۱۵/۰ یورو برای کیسه‌های خرید بیوپلیمری بپردازند که این مبلغ در حال حاضر در آلمان ۱۰/۰ یورو می‌باشد.
مثلاً برای یک سطل ماست بیوپلیمری که خود به خود قابل تجزیه در محیط زیست باشد، هزینه بسته‌بندی معادل ۰۵/۰ یورو است که بیشتر مصرف‌کنندگان نسبت به پرداخت این مبلغ تمایل داشتند. البته باید دانست که این مبلغ حد بالای هزینه بسته‌بندی است که خوشبختانه با عکس‌العمل مثبت مردم شهر کاسل مواجه شد. بر اساس نتایج این برنامه آزمایشی مصرف بیوپلیمرها در کشور آلمان به سرعت گسترش یافت.
در یک نظرخواهی دیگر از یک داروخانه زنجیره‌ای به نام dm در دورتموند نتایج مثبت مشابهی به دست آمد. در این تحقیق به ۵۰۰ نفر از خریداران، کیسه‌های خرید بیوپلیمری داده شد که با استقبال قابل توجه آنان مواجه شد. شعار <سیب‌زمینی‌ها را در بسته‌بندی‌هایی از جنس سیب‌زمینی قرار دهید> برای بسیاری از فروشندگان محصولات غذایی و خریداران بسیار جالب به نظر می‌رسد. آنها معتقدند که این موضوع پیشرفت تکنولوژی را نشان می‌دهد و نه فقط برای آنان که به خرید میوه و سبزیجات طبیعی (به جای محصولات غنی شده با انواع کودهای شیمیایی و پرورش یافته به روشهای مصنوعی) پای‌بندند، بلکه برای اکثریت مردم جذابیت دارد.
بسیاری از مردم طی این دو نظرخواهی از محدود بودن تنوع محصولات بیوپلیمری گله‌مند بودند و این تجربه خوب نشان می‌دهد که مصرف‌کننده ایده استفاده از بسته‌بندی‌های تجزیه‌شونده در محیط زیست یا همان BDP را به خوبی پذیرفته‌اند. زیرا اهمیت مدیریت زباله‌ها در منازل و نیز صرف وقت و هزینه‌های مرتبط با آن را به خوبی درک کرده‌اند.
● بسته‌بندی
بازار بسته‌بندی بزرگ‌ترین بخش صنایع پلاستیک است. در اتحادیه اروپا ۳۰ درصد از کل ۳۵ میلیون تن پلاستیک مصرفی به بخش بسته‌بندی اختصاص دارد که بیشتر آنها یک بار مصرف هستند. علی‌رغم این که چنین رقمی برای سازندگان بیوپلیمرها بسیار قابل توجه است، ولی بیشترین بحث‌ها و حمایت‌ها از BDP از جانب مصرف‌کنندگان است.
نباید فراموش کرد که هدف اصلی بسته‌بندی این است که از محتویات بسته به بهترین نحو محافظت شود و این امری است که بسته‌بندی‌های BDP در آن بسیار موفق هستند. مثلاً در کشور انگلیس در بسیاری از سوپرمارکت‌ها بسته‌بندی‌های BDP را می‌توان یافت و این در حالی است که زیرساخت‌ها و مقررات تجزیه زباله‌های بسته‌بندی در کشور انگلیس خیلی جدی تعریف و تبیین نشده است.
از جمله در سوپرمارکت‌های زنجیره‌ای Tesco و Sains bury برای محصولات غذایی طبیعی (غیرپرورشی) از بسته‌بندی‌های BDP استفاده می‌شود.
و همان‌طور که ذکر شد علاوه بر کیسه‌هایی که در پای صندوق سوپرمارکت‌ها عرضه می‌شود، BDP به صورت انواع فیلم و بسته‌بندی‌های تخصصی‌تری مانند بسته‌های بلیستر (حبابی) و بافت حلقوی Knitted ) یا (Raschel bag نیز یافت می‌شود.
منبع : مجله صنعت چاپ
ایران مسعود پزشکیان دولت چهاردهم پزشکیان مجلس شورای اسلامی محمدرضا عارف دولت مجلس کابینه دولت چهاردهم اسماعیل هنیه کابینه پزشکیان محمدجواد ظریف
پیاده روی اربعین تهران عراق پلیس تصادف هواشناسی شهرداری تهران سرقت بازنشستگان قتل آموزش و پرورش دستگیری
ایران خودرو خودرو وام قیمت طلا قیمت دلار قیمت خودرو بانک مرکزی برق بازار خودرو بورس بازار سرمایه قیمت سکه
میراث فرهنگی میدان آزادی سینما رهبر انقلاب بیتا فرهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی سینمای ایران تلویزیون کتاب تئاتر موسیقی
وزارت علوم تحقیقات و فناوری آزمون
رژیم صهیونیستی غزه روسیه حماس آمریکا فلسطین جنگ غزه اوکراین حزب الله لبنان دونالد ترامپ طوفان الاقصی ترکیه
پرسپولیس فوتبال ذوب آهن لیگ برتر استقلال لیگ برتر ایران المپیک المپیک 2024 پاریس رئال مادرید لیگ برتر فوتبال ایران مهدی تاج باشگاه پرسپولیس
هوش مصنوعی فناوری سامسونگ ایلان ماسک گوگل تلگرام گوشی ستار هاشمی مریخ روزنامه
فشار خون آلزایمر رژیم غذایی مغز دیابت چاقی افسردگی سلامت پوست