پلاستیک ها دسته مهمی از مواد پلیمری بوده که به لطف برخورداری از خواصی همچون استحکام مکانیکی، فرایند پذیری راحت، وزن کم، قیمت نسبتا پایین و ماندگاری و دوام بالا کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف پیدا کرده اند. به همین جهت سالانه حجم زیادی از زباله های پلاستیکی بدون بازیافت و استفاده مجدد وارد محیط زیست می شوند. تجزیه مواد پلاستیکی به جهت ساختار قدرتمند مولکولی آن ها صد ها سال به طول می انجامد. از آنجایی که توسعه پلاستیک ها عمدتا در صد سال اخیر انجام شده است، گفته می شود که تقریبا تمام پلاستیک های تولید شده از ابتدای توسعه صنایع پلیمری همچنان در طبیعت باقی مانده اند. در دهه های اخیر افزایش سرسام آور سرعت تولید و انباشت زباله های پلاستیکی تحقیق و توسعه بر زیست تخریب پذیر سازی پلیمرها جهت حفظ محیط زیست مورد توجه زیادی قرار گرفته است. یکی از این تلاش ها، ابداع و ساخت پلیمرهای طبیعی با قابلیت زیست تخریب پذیری همچون پلی لاکتیک اسید (PLA) می باشد. اما قیمت بالا و عدم برخورداری از برخی از خواص مکانیکی مورد نظر در آن ها، همچنان محبوبیت و کاربرد گسترده پلیمرهای مصنوعی مانند پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP) خصوصا در صنعت بسته بندی بسیار چشمگیر است. به همین جهت زیست تخریب پذیر سازی این پلیمرها از اولویت های مهم در صنایع پلیمری به شمار می رود.
تخریب پلیمرها
تخریب و تجزیه پلیمرها در طبیعت با دو مکانیزم فیزیکی (degradation) و بیولوژیکی (biodegradation) انجام می شود. در مکانیزم فیزیکی، قطعات پلیمری توسط عوامل محیطی مثل نور، دما و رطوبت ضمن افت خواص مکانیکی به مرور طی چند سال شکسته، خرد شده و به شکل ذرات ریز در می آیند. اگرچه در ظاهر ضایعات پلاستیکی در طبیعت دیده نمی شوند اما ذرات پلاستیکی همچنان در طبیعت باقی مانده و با نفوذ به بدن جانداران صدمات جبران ناپذیری به بار می آورند. در مکانیزم بیولوژیکی، مولکول های پلاستیک که همان زنجیرهای پلیمری هستند، توسط میکروارگانیسم ها مصرف و تجزیه شده و ضمن تغییر شیمیایی به مواد بی ضرری همچون آب و CO2 تبدیل می گردند. این فرایند به دلیل پیوند شیمیایی مستحکم زنجیر ها و نفوذ پذیری پایین پلیمرها بسیار زمان بر بوده و بیش از 400 سال طول می کشد.
افزودنی d2w
در چند سال اخیر، به جهت استفاده از پلیمرهای مصنوعی با کاربری عمومی و رعایت مسائل زیست محیطی، افزودنی های زیست تخریب پذیر ساز طراحی و تولید شدند. یکی از کارآمد ترین و معتبر ترین آن ها، افزودنی d2w ساخت شرکت symphony در انگلستان است که به صورت مستربچ هایی بر پایه PE و PP تولید و ارائه می گردد.
افزودنی d2w شامل نمک های فلزی بوده که سرعت اکسایش و تخریب فیزیکی زنجیرهای پلیمری مواد پلاستیکی را پس از رهایش در طبیعت بسیار بالا می برد. d2w به عنوان کاتالیزور عمل می کند و در حضور اکسیژن، زنجیرهای طویل و مستحکم پلیمری را خرد کرده و در نهایت یک ماده مومی شکل به جای می گذارد. ماده مومی شکل خوراک مناسبی برای میکروارگانیسم ها بوده و ضمن نفوذ سریع در خاک، سرعت مصرف و تجزیه آن بسیار بالا و در حدود 1 تا 3 سال به کلی تجزیه می شود.
در نهایت با استفاده از d2w می توان از پلی اتیلن و پلی پروپیلن پلاستیک های زیست تخریب پذیر و دوست دار محیط زیست تولید کرد.
قابلیت های d2w:
- امکان تنظیم سرعت تجزیه محصول بین 12 تا 36 ماه
- عدم تداخل در فرایند تولید و امکان تولید تمامی محصولات پلیمری حاوی d2w
- عدم افت خواص محصول حین فرایند و کاربری
- استفاده از آن به میزان اندک (یک درصد) و افزودن به مواد حین تولید
- قابلیت بازیافت محصولات حاوی افزودنی d2w
- عدم آزادسازی مواد سمی به محیط حین تخریب پلاستیک
- قابلیت افزودن مستربچ d2w به مواد نو و بازیافتی
کاربردها:
- کلیه محصولات پلیمری بر پایه PP و PE
- فیلم های بسته بندی
- ظروف یک بار مصرف
- کیسه های زباله، خرید و فریزر
- بطری (غیر از بطری های PET)
مطابق با استاندارد های ASTM D6954 آمریکا، BS 8472 انگلستان و T51-808 فرانسه