بخشی از مقاله
پلیمرهای زیست تخریب پذیر
مقدمه:
پليمرها ی زيست تخريب پذير در مقايسه با پلاستيك هاي موجود نه تنها در فرآيند توليد،انرژي كمتري مصرف مي نمايند بلكه به دليل مواد مصرفي تجديدپذير از اهميت ويژه اي برخوردارند. ساده ترين تعريف پليمر عبارت است از ماده اي كه از تعداد متنابهي واحديكسان ساخته شده. پليمر را مانند يك زنجير در نظر بگيريد كه هرحلقه زنجير( مر) ناميده مي شود كه عنصر اصلي كربن و عناصر ديگرنظير هيدروژن، اكسيژن، نيتروژن و يا سيليكون به آن متصل مي باشند. از بهم پيوستن مرها، پليمر توليد مي شود. پليمرهايي نظير قير، پوسته لاك پشت، شيره درختان از شروع زمان وجود داشته اند كه انسا نهاي اوليه با اعمال حرارت و فشار از آن ها وسايل تزئيني و جواهرآلات مي ساخته اند. ساخت اولين پليمر نيمه سنتزي كه به ولكانيزاسيون لاستيك انجام شد به سال 1909 توسط باکلیت بر مي گردد و پس از آن و در سال 1911 ابريشم مصنوعي توليد می گردد.
اطرافمان انباشته از پلاستیك شده است. هر كاری كه انجام می دهیم و هر محصولی را كه مصرف می كنیم، از غذایی كه می خوریم تا لوازم برقی به نحوی با پلاستیك سروكار داشته و حداقل در بسته بندی آن از این مواد استفاده شده است. در كشوری مثل استرالیا سالانه حدود یك میلیون تن پلاستیك تولید می شود كه ۴۰ درصد آن صرف مصارف داخلی می شود. در همین كشور هرساله حدود ۶ میلیون بسته یا كیسه پلاستیكی مصرف می شود. گرچه بسته بندی پلاستیكی با قیمتی نازل امكان حفاظت عالی از محصولات مختلف خصوصاً مواد غذایی را فراهم می كند ولی متاسفانه معضل بزرگ زیست محیطی حاصل از آن گریبان گیر بشریت شده است. اكثر پلاستیك های معمول در بازار از فرآورده های نفتی و ذغال سنگ تولید شده و غیرقابل بازگشت به محیط هستند و تجزیه آنها و برگشت به محیط چند هزار سال طول می كشد. به منظور رفع این مشكل، محققان علوم زیستی در پی تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر از منابع تجدیدشونده مثل ریزسازواره ها و گیاهان هستند.
واژه زیست تخریب پذیر یا Biodegradable به معنی موادی است كه به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیرواحدهای سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمی مانند. استانداردهای متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یك محصول وجود دارد كه عمدتاً به تجزیه ۶۰ تا ۹۰ درصد از محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می شود. این استاندارد در كشورهای مختلف متفاوت است. اما دلیل اصلی زیست تخریب پذیر نبودن پلاستیك های معمولی، طویل بودن طول مولكول پلیمر و پیوند قوی بین مونومرهای آن بوده كه تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه كننده با مشكل مواجه می كند.
با این حال تولید پلاستیك ها با استفاده از منابع طبیعی مختلف، باعث سهولت تجزیه آنها توسط تجزیه كنندگان طبیعی می شود. برای این منظور و با هدف داشتن صنعتی در خدمت توسعه پایدار و حفظ زیست بوم های طبیعی، تولید نسل جدیدی از مواد اولیه مورد نیاز صنعت بر اساس فرآیندهای طبیعی در دستور كار بسیاری از كشورهای پیشرفته قرار گرفته است. به طور مثال دولت آمریكا طی برنامه ای بنا دارد تا سال ،۲۰۱۰ تولید مواد زیستی را با استفاده از كشاورزی و با بهره برداری از انرژی خورشید با درآمد تقریبی ۱۵ تا ۲۰ میلیارد دلار انجام دهد. در این بین تولید پلیمرهای زیستی جایگاه خاصی دارند. تولید اینگونه پلیمرها توسط طیف وسیعی از موجودات زنده مثل گیاهان، جانوران و باكتری ها صورت می گیرد. چون این مواد اساس طبیعی دارند، بنابراین توسط سایر موجودات نیز مورد مصرف قرار می گیرند و تجزیه كنندگان از جمله مهم ترین این موجودات زنده در موضوع مورد بحث ما هستند. برای بهره برداری از این پلیمرها در صنعت دو موضوع باید مورد توجه قرار گیرد:
▪ دید محیط زیستی: این مواد باید سریعاً در محیط مورد تجزیه قرار گیرند، بافت خاك را بر هم نزنند و به راحتی با برنامه های مدیریت زباله و بازیافت مواد از محیط خارج شوند.
▪ دید صنعتی: این مواد باید خصوصیات مورد انتظار صنعت را از جمله دوام و كارایی داشته باشند و از همه مهم تر، پس از برابری یا بهبود كیفیت نسبت به مواد معمول، قیمت تمام شده مناسبی داشته باشند.
در هر دو بخش، مخصوصاً بخش دوم، استفاده از مهندسی تولید مواد برای دستیابی به اهداف مورد انتظار ضروری است. همانطور كه ذكر شد، تولید پلیمرهای تجدیدشونده با بهره برداری از كشاورزی، یكی از روش های تولید صنعتی پایدار است. برای این منظور دو روش اصلی وجود دارد: نخست استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه است. پلیمرهایی كه از این روش تولید می شوند عمدتاً شامل سلولز، نشاسته، انواع پروتئین ها، فیبرها و چربی های گیاهی هستند كه به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی كاربرد دارند. دسته دیگر موادی هستند كه پس از انجام فرآیندهایی 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 كه مثال بارز آن پلی هیدروكسی آلكانوات ها هستند. باكتری ها از جمله موجوداتی هستند كه این دسته از مواد را به صورت گرانول هایی در پیكره سلولی خود تولید می كنند. این باكتری به سهولت در محیط كشت رشد داده شده و محصول آن برداشت می شود.
رهیافت دیگر جداسازی ژن های درگیر در این فرآیند و انتقال آن به گیاهان است كه پروژه هایی در این زمینه از جمله انتقال ژن های باكتریایی تولید PHA به ذرت انجام شده است. نكته ای كه نباید از نظر دور داشت این است كه به رغم قیمت بالاتر تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر، چه بسا قیمت واقعی آنها بسیار كمتر از پلاستیك های سنتی باشد؛ چرا كه بهای تخریب محیط زیست و هزینه بازیافت پس از تولید هیچ گاه مورد محاسبه قرار نمی گیرد. در ادامه مبحث، تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر PHA به طور اختصاصی مورد
بررسی قرار می گیرد. تقریباً تمامی پلاستیك های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی كه غیرقابل برگشت به محیط هستند، به دست می آیند. راه حل جایگزین برای این منظور، بهره برداری از باكتری های خاكزی مانند Ralstonia eutrophus است كه تا ۸۰ درصد از توده زیستی خود قادر به انباشتن پلیمرهای غیرسمی و تجزیه پذیر پلی هیدروكسی آلكانوات (PHA) هستند. PHAها عموماً از زیرواحد بتاهیدروكسی آلكانوات و به واسطه مسیری ساده با سه آنزیم از استیل-كوآنزیم A ساخته شده و معروف ترین آنها پلی هیدروكسی بوتیرات (PHB) است. در خلال دهه ۸۰ میلادی شركت انگلیسی ICI فرآیند تخمیری را طراحی و اجرا كرد كه از آن طریق PHB و سایر PHAها را با استفاده از كشت E.coli اصلاح ژنتیكی شده كه ژن های تولید PHA را از باكتری های تولیدكننده این پلیمرها دریافت كرده بود، تولید می كرد.
متاسفانه هزینه تولید این پلاستیك های زیست تخریب پذیر، تقریباً ۱۰ برابر هزینه تولید پلاستیك های معمولی بود. با وجود مزایای بی شمار زیست محیطی این پلاستیك ها مثل تجزیه كامل آنها در خاك طی چند ماه، هزینه بالای تولید آنها باعث اقتصادی نبودن تولید تجارتی در مقیاس صنعتی بود. با این وجود بازار كوچك و پرسودی برای این محصولات ایجاد شد و از پلاستیك های زیست تخریب پذیر برای ساخت بافت های مصنوعی بهره برداری شد. با وارد كردن این پلاستیك ها در بدن، آنها به تدریج تجزیه شده و بدن بافت طبیعی را در قالب پلاستیك وارد شده دوباره سازی می كند. در این كاربرد تخصصی پزشكی، قیمت اینگونه محصولات زیستی قابل مقایسه با كاربردهای كم ارزش اقتصادی پلاستیك در صنایع اسباب بازی، تولید خودكار و كیف نیست.
هزینه تولید PHAها با تولید آنها در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده و كشت وسیع در زمین های كشاورزی، به نحو قابل ملاحظه ای كاهش خواهد یافت. این موضوع باعث شد كه شركت مونسانتو در اواسط دهه ۹۰ میلادی امتیاز تولید PHA را از شركت ICI كسب كند و به انتقال ژن های باكتری به گیاه منداب بپردازد. مهیا كردن شرایط برای تجمع PHAها در پلاستید به جای سیتوسل، امكان برداشت محصول پلیمری را از برگ و دانه ایجاد كرد. مهم ترین مشكل لاینحل باقی مانده در بخش فنی این پروژه، نحوه استخراج این پلیمر از بافت های گیاهی با روشی كم هزینه و كارآمد است.
مشكل دیگر در زمینه PHB است كه در حقیقت مهم ترین گروه از PHAها بوده ولی متاسفانه شكننده بوده و در نتیجه برای بسیاری از كاربردها مناسب نیست. بهترین پلاستیك های زیست تخریب پذیر، كوپلیمرهای پلی هیدروكسی بوتیرات با سایر PHAها مثل پلی هیدروكسی والرات هستند. تولید اینگونه كوپلیمرها در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده بسیار سخت تر از تولید پلیمرهای تك مونومر است. در سال ۲۰۰۱ این مشكلات به همراه مسائل مالی شركت مونسانتو باعث شد تا این شركت امتیاز تولید PHA اصلاح ژنتیكی شده را به شركت Metabolix واگذار كند. شركت Metabolix در قالب یك پروژه مشاركتی با وزارت انرژی آمریكا به ارزش تقریبی ۸/۱۴ میلیون دلار، برای تولید PHA در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده تا پایان دهه ۲۰۱۰ میلادی تلاش می كند. گروه های دیگری نیز برای تولید PHA در گیاهانی مثل نخل روغنی تلاش می كنند. باید منتظر بود تا سرانجام شاهد تولید اقتصادی این محصولات دوستدار محیط زیست در آینده ای نزدیك بود.
امکان استفاده از منابع گیاهی زیست تخریب پذیر
ضرورت بازنگری در استفاده از منابع نفتی و مواد پلیمری:
زمانی که شناسایی و بکارگیری پلیمرهای نفتی مورد توجه جهانیان قرار گرفت، دستیابی به خواص و مشخصات مورد نیازشان در مقایسه با مواد اولیه پرمصرف موجود روز دنیا بود . استفاده کنندگان پلیمرهای نفتی بدون توجه به مسائل محیط زیست و اثرات تخریب کننده آن در چرخه اکوسیستمی، از جایگزینی پلیمرها استقبال نمودند.ولی با گذشت زمان ومصرف گسترده پلیمرها بتدریج آثار مخرب آن مشخص گردید بطوریکه مدتی باقی ماندن محصولات وکالای مصرفی در محیط زیست به صورت فاجعه جهانی در حال شکل گیری است.خوشبختانه
از 20 سال گذشته تاکنون توجه به مسائل محیط زیست باعث گردیده است که جوامع مختلف به جایگزینی مواد اولیه دیگر به جای پلیمرها دست به تحقیقات و تلاش گسترده ای بزنند بطوریکه نتایج آنان مطلوب و کاربردی نیز شده است.کاربرد مواد پلیمری در کالاها و وسائلی که در دسترس مستمر و کاربرد مداوم انسان هاست نه تنها برای سلامتی کاربران مضر و
خطر آفرین است بلکه عدم اضمحلال آن در محیط زیست( که نزدیک به 90 سال طول می کشد تا در طبیعت از بین رود) بزرگترین معضل کاربرد پلیمرهای مشتق شده از نفت می باشد .محدودیت منابع اولیه نفت خام و ارز بری قابل توجه واردات مواد پلیمری باعث می شود که بیشتر از هر زمان دیگری به حقوق و نیاز نسل فعلی وحتی نسل آینده توجه شود و با اتخاد استراتژی مناسب امروز ، باید حقوق و مسئولیت های اجتماعی نسل آینده تضمین گردد.
روند نگرش جهانی در تعریف و جاری سازی قوانین جدید در حفظ محیط زیست در جهتی است تا فرآیندها و محصولات دوستدار محیط زیست و قابل تجزیه در طبیعت به درستی تعریف ودر تمامی جوامع عمومی گردد.در همین راستا و در ادامه توافقات جهانی شهرKyoto ژاپن در حفظ لایه اوزون و مسائل گازهای گلخانه ای، لزوم رعایت استانداردهای Euro2,Euro3 برای گازهای خروجی خودروها و... پیش بینی می شود به طورجدی محدودیت و منع تولید محصولات پلیمری به زودی به صورت یک توافق جهانی برای کشورهای پیشرفته الزام آور تلقی گردد.بسیار شایسته است کشور اسلامی ما هر چه سریعتر و به دلیل ضرورت های اجتماعی داخلی کشور و با فرهنگ سازی گسترده مردمی در توجه به رعایت و حفظ محیط زیست از این مهم عقب نمانده بلکه موقعیت پیشتازی در کشورهای منطقه برای خود ایجاد نماید.
امکان استفاده از منابع گیاهی زیست تخریب پذیر (bio-degradable) به جای پلیمرها(
تحقیقات و بررسی های به عمل آمده نشان داده است استفاده از برخی محصولات کشاورزی مانند نشاسته های ذرت، گندم، سیب زمینی به همراه برخی مواد طبیعی مکمل می تواند به خوبی جایگزین مواد پلیمری گردد.مواد اولیه پلیمری گیاهی با داشتن تمامی خواص پلیمری نفتی می توانند پس از مصرف محصولات و به راحتی و در زمانی کوتاه در محیط زیست بازگشت نمایند و حتی از این گونه مواد به عنوان خوراک دام استفاده گردد.خوشبختانه برخی کشورهای اروپایی و کشور چین در این راستا تلاش تحقیقاتی و عملی خوبی داشته اند و در حال حاضر کسب دانش فنی و خرید تجهیزات تولید این گونه پلیمرها از این کشورها وجود دارد.محصولات تولیدی این گونه پلیمرهای گیاهی می تواند در ساخت و تولید کلیه قطعات
وکالاهای کوچک و بزرگ پلیمری رایج جایگزین گردد. اهمیت استفاده از این گونه مواد پلیمری گیاهی در تولید محصولات پر گردش که اثر گسترده ای در محیط زیست دارد بسیار مشهود است. محصولات ظروف یکبار مصرف و کیسه های خرید از جمله محصولات استراتژیکی هستند که بدلیل کاربری گسترده اینگونه محصولات ،ضرورت سرمایه گذاری وتولید محصولات با استفاده از منابع اولیه تجزیه پذیر را ایجاب می نماید.مزایای استفاده از این گونه مواد اولیه پلیمری گیاهی بسیار است و بخصوص تولید کیسه های خرید گیاهی از مزایا واثارارزشمند زیر برخوردار است:
• تجدیدپذیری محصولات پس از مصرف در محیط زیست (صد در صد آن کمتر از 3 ماه به محیط زیست برگشت می شود.
• عدم ناسازگاری با سلامتی انسان و سازگاری کامل با محیط زیست
• داشتن خواص فیزیکی و فنی مطلوب همانند انواع محصولات پلیمری رایج
• ایجاد ارزش افزوده محصولات کشاورزی و توسعه علمی و کاربردی ذرت و نشاسته فرآوری شده در کنارصنعت
• جلوگیری از خروج ارز به خاطر اجتناب از واردات مواد پلیمری رایج
• مناسب بودن قیمت محصولات و پایداری قیمت به دلیل ثبات قیمت مواد اولیه کشاورزی و تاثیر ناپذیری آن از تغییر و تحولات جهانی( در مقایسه با قیمت مواد پلیمری و تغییرات فاحش و غیر قابل پیش بینی قیمت نفت خام)
• دستیابی به دانش فنی و متعاقبا امکان افزایش ظرفیت تا حد تامین کل نیاز داخل کشور
• امکان صادرات محصولات گیاهی به کشورهای منطقه و ارز آوری
• امکان استفاده از محصولات مصرف شده و یا ضایعات بخشهای تولید به عنوان خوراک دام
ضرورت ایجاد و اشاعه فرهنگ حفظ و رعایت محیط زیست:
حفظ محیط زیست با فرهنگ سازی و توجه مردم به رعایت مصرف و استفاده از کالاهای مناسب آغاز می شود. و در این راستا لازم است در سطح کلان کشور استراتژی مناسبی برای سرمایه گذاری و کاربرد محصولات و کالاهای دوستدار محیط زیست عملا گام های موثر برداشته شود. لذا آن دسته از شرکت ها و مراکز دولتی که خود در خرید و استفاده از این گونه کالاها نقش دارند شایسته است در بکارگیری محصولات تولیدی از منابع گیاهی پیشتازی نموده و با اشاعه در کشور عملا مردم را توجه داده و ضمن کسب اعتبار بیشتر برای خود (به دلیل توجه و اجرای مسائل محیط زیستی توسط شرکت و مرکز دولتی) عملا بر تعداد مشتریان خود افزوده و ضمن حفظ حاشیه سود خود، خدمات شایسته ای را به کشور اسلامی،سلامت و بهداشت مردم و محیط زیست و نسل آینده به عمل آورند.
توليد ظروف قابل بازيافت از پلیمر های زیست تخریب پذیر
ظروف يكبار مصرف از مهمترين دغدغه هاي دوستداران محيط زيست است. اين ظروف بواسطه تركيبات پلاستيكي تجزيه ناپذير هرگز قابل بازياف و تجزيه توسط چرخه طبيعت نيستند و بر پايه همين از جمله تهديدات بزرگ براي محيط زيست به شمار مي روند. متاسفانه استفاده از اين ظروف در كشور ما بسيار رايج شده و از حد استاندارد بسيار بالاتر است. در حاليكه در سراسر دنيا استفاده از اين نوع ظروف به دليل عدم بازيافت و سازگاري با محيط زيست منسوخ شده و مردم به سوي محصولات جايگزين قابل بازيافت نظير ظروف كاغذي روي آورده اند اما در ايران اين ظروف كماكان در تيراژ بالا مورد استفاده است. با اين وجود تلاشهايي در جهت توليد ظروف جايگزين و قابل بازيافت در كشور آغاز شده وخبرهاي خوبي در اين رابطه به
گوش مي رسد. در همين راستا توليد ظروف قابل بازيافت از پلیمر های زیست تخریب پذیر در شرکت کیمیا شیمی زنگان آغاز شده. دکتر امید رضا هاشمی ضمن بیان موارد فوق می افزاید: پلیمر های زیست تخریب پذیر بر دو پایه طبیعی و سنتزی تولید می شوند. پلیمر های بر پایه مواد طبیعی بر اساس پلیمر های با منشاء حیوانی یا گیاهی می باشند. عمده ترین و شاخص ترین مواد اولیه طبیعی که در دنیا برای تولید پلیمر های زیست تخریب پذیر مورد استفاده قرار می گیرد، پلی ساکارید ها و به مخصوص انواع نشاسته ها می باشند. نشاسته نیز از گندم، ذرت، سیب زمینی، برنج و غیره قابل حصول می باشد. تنها برای استفاده از این پلیمر ها در صنعت بسته بندی که نیاز به مواد مقاوم به محیط های آبی دارد می باید ماهیت این ترکیبات از آب دوست (هیدروفیل) به آب گریز (هیدرو ذوب) تغییر یابد.
به گفته وی، فرآیند تولید این پلیمر ها در شرکت کیمیا شیمی زنگان شامل سه مرحله اطلاح نشاسته ذرت، افزودن مواد کمکی و اکستروژن یا تهیه آمیزه نهایی می باشد. در مرحله نخست نشاسته ذرت گونه خوراکی توسط گروه های استری کننده واکنش داده شده و تغییر ماهیت هیدروفیلی به هیدرونوبی نشاسته صورت می پذیرد. در مرحله بعد، به نشاسته اصلاح شده مواد افزودنی مانند موم عسل، اسید های چرب گیاهی و غیره جهت ارتقای خواص فیزیکی پلیمر چون براقیت، نرمی و مقاومت گرمایی اضافه می گردد. پس از اختلاط در مخلوط کن های گرمایی ویژه، این مواد به بخش اکستروژن منتقل می شوند. در مرحله نهایی نیز آمیزه تهیه شده به صورت آمیزه ای یکنواخت به صورت گرانول تهیه شده و پس از رطوبت گیری (گاز گیری) آماده استفاده در فرآیند های مختلف می گردد.
گرانول های تهیه شده، پس از طی مراحل فوق وارد یک دستگاه اکسترودر با طراحی سیلندر و مارپیچ مختص پلیمر های گیاهی شده و پس از خروج از دای T شکل به صورت ورق وارد کلندر می گردد. در کلندر ضخامت ورق ها تنظیم شده و پس از پرس شدن و کاهش دما به صورت رول جمع آوری می شود. رول ورق گیاهی با عرض مناسب بسته بندی و آماده ارسال به بخش ترموفرمینگ یا تولید انواع ظروف بسته بندی می شود. در بخش ترموفرمینگ نیز ورق ها با ضخامت پهنای معین وارد دستگاه ترموفرمینگ شده و پس از پیش گرم شدن در دمای 80 درجه سانتی گراد به شکل محصول نهایی در می آید. محصولات کلی این شرکت شامل انواع گرانول برای استفاده در انواع فرآیند های پلاستیک از جمله تولید اسباب بازی، ظروف تزریقی، بادی و ترموفرمینگ، انواع ورق برای استفاده در فرآیند های مختلف و ظروف نهایی ترموفرم شده برای کاربرد در بسته بندی مواد غذایی است. ظروف تهیه شده از این پلیمر های زیست تخریب پذیر در صورت مدفون شدن در خاک تحت پنج عامل شامل میکرو ارگانیسم های خاک، دما، رطوبت، اکسیژن و فشار خاک حداکثر در مدت شش ماه تجزیه شده و می پوسند.
از جمله مزایای این پلیمر های زیست تخریب پذیر می توان به تولید از نشاسته اطلاح شده ذرت، سازگاری با محیط زیست، عاری بودن از اثرات مضر پلاستیک های نفتی در تماس با مواد غذایی، تولید از مواد اولیه طبیعی تجدید پذیر، تقویت صنایع کشاورزی و مصرف انرژی کمتر در فرآیند های تولید را عنوان نمود.
پلاستیک های زیست تخریب پذیر
یکی از مواد مصنوعی که تولید آن در انواع و کاربردهای مختلف روز به روزدر حال افزایش است ، پلاستیک و ترکیبات پلاستیکی است . اطرافمان انباشته از پلاستیک شده است،هر کاری که انجام می دهیم و هر محصولی را که مصرف می کنیم ، از غذایی که می خوریم تا لوازم برقی به نحوی با پلاستیک سر و کار داشته و حداقل در بسته بندی آن از این مواد استفاده شده است پلاستیک که یکی از عمده ترین الاینده های محیط زیست و بهترین مصنوعات بشری محسوب می گردد هم اکنون به معضل بزرگی برای محیط زیست و بشر امروزی تبدیل
شده و زباله های پلاستیکی به جا مانده از محصولات غذایی همواره در قالب یک معضل بزرگ مطرح بوده است . این پلاستیک های دور ریخته شده که در واقع زمانی بسته بندی مواد خوراکی و بهداشتی را تشکیل می داده اند ، در عین حالی که کم خطر می باشند آلودگی های زیست محیطی و مشکلاتی وسیعی ایجاد می کنند که بارزترین آنها آلودگی های بصری و زیست محیطی و خسارت های جبران ناپذیر بر آب ، خاک ، هوا و جانداران است،پلاستیک با ماندگاری حدود 300 سال یک ماده تجزیه ناپذیر محسوب می شود . ازدیاد مصرف
این ماده طی دو دهه اخیر به طور فزاینده ای در جهان محسوس است . بر اساس برآورد های صورت گرفته همه ساله بیش از یکصد میلیون تن پلاستیک در دنیا تولید می شود ؛علت آن نیز توسعه صنایع پتروشیمی و نفت و تغییر در الگوهای مصرف بشر است؛ برای مثال : در کشوری مثل استرالیا سالانه حدود یک میلیون تن پلاستیک تولید می شود که 40 درصد آن صرف مصارف داخلی می شود . در همین کشور هر ساله حدود 6 میلیون بسته یا کیسه پلاستیکی مصرف می شود . کشور ما ایران هم نیز سالیانه مقادیر زیادی لوازم پلاستیکی تولید می کند واین به خاطر داشتن منابع نفتی و تولیدات پتروشیمی فراوان است وبه خاطر همین امر کشور ما یکی از عمده تولید کنندگان مواد پلاستیکی به شمار می رود . خبر تولید
پلاستیک های خوراکی شاید موجبات تعجب بسیاری از افراد را بر انگیزد اما واقعیت این است که هم اکنون دنیا به سمت تولید و استفاده از پلاستیک های زیست تخریب پذیر و خوراکی پیش می رود . در همین راستا محققان کشورمان با تلاش شبانه روزی به دستاوردهای مهمی در تولید این نوع پلاستیک ها دست یافته اند .
تعریف پلاستیک« پلاستیک » واژه ای است به معنای شکل پذیر، یا چیزی (مناسب برای قالب گیری). پلاستیک ها بر اثر حرارت، نرم می شوند و مانند خمیر بازی کودکان، به هر شکلی در می آیند. پس پلاستیک ها را می توان حرارت داده و به اشکال گوناگونی در آورد البته پس از سرد شدن، سخت می شوند و به شکلی که یافته اند، باقی می مانند. پلاستیک محصولی است که به منظورهای مختلفی بکار می رود.پلاستیک ممکن است سخت یا نرم باشد شفاف یا مات باشد.می تواند شبیه چوب یا چرم یا ابریشم بنظر آید .در حال حاضر بیش از ۱۰۰۰۰ نوع پلاستیک مختلف وجود دارد.بعضی از انواع پلاستیک ها قابل بازیافت هستند و برخی غیرقابل بازیافت میباشند.از نظر بعضی ها که پلاستیک ها پسماندهایی هستند که در نهایت غیر قابل تبدیل هستند یا از آنجا که سوختهای فسیلی را مصرف می کنند آنها را انرژی خوار می نامند درصورتی که این چنین نیست وپلاستیکها از لحاظ انرژی و مصرف آن بسیار با صرفه عمل می کنند .یعنی انرژی خیلی کمتری برای ساخت یک بطری پلاستیکی نسبت به ساخت بطری شیشه ای مصرف می شود.همچنین از آنجایی که پلاستیکها وزن سبکی دارند انرژی کمتری برای حمل آنها مصرف می شود.گرچه پلاستیکها به طور کلی سبک هستند ولی دفع آنها در محلهای دفن زمینی گزینه ی خوبی نیست بلکه دو راه دیگر هم وجود دارد بازیافت و زباله سوزی .کاربری این روش ها موجب بازپس گیری برخی ارزشهای پلاستیک می شود که میتواند در ساخت دوباره اقلام پلاستیکی به کار آید.زباله سوزی موجب بازیابی انرژی شیمیایی می شود که می توان از ان به منظور تولید بخار و الکتریسیته بکار برد .در صورتی که دفن زمینی پلاستیکها 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
کاربردهای پلاستیکپلاستیک، عایق حرارت و برق است، وزنی سبک دارد و می توان آن را به گونه ای ساخت که هرگز نشکند یا از ان 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 گامهای 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 ، چوبها 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 مرکب برای پیشرفته بهبود خواص 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 .
