پلیمر سبز چیست؟

نگرانی فزاینده ای در مورد اثرات منفی آلودگی زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی و ضایعات محصولات پتروشیمی وجود دارد. تحقیقات زیادی برای بررسی جایگزین های دیگر برای فرآورده های نفتی انجام شده است که می توانند تجدیدپذیر و همچنین زیست تخریب پذیر باشند و در نتیجه خطر کمتری برای محیط زیست داشته باشند.

بیوپلیمرها یا پلیمرهای سبز یکی از راه حل های ممکن برای این مشکل هستند زیرا آن ها معمولاً مواد زیست تخریب پذیر هستند و از مواد خام تجدید پذیر به دست می آیند. با این حال، باید توجه داشت که همه پلیمرهای زیست تخریب پذیر بیوپلیمر نیستند (یعنی تولید شده از منابع تجدید پذیر). همانطور که می توان انتظار داشت، چالش های مرتبط با پلیمرهای زیستی مانند نرخ محدود تولید، هزینه تولید و مناسب بودن خواص آن ها وجود دارد.

برخی از اولین بیومواد مدرن ساخته شده از بیوپلیمرهای طبیعی شامل لاستیک، سلولوئید و سلفون هستند. دو مورد آخر با استفاده از سلولز ساخته می شوند که به طور طبیعی فراوان ترین پلیمر زیستی و فراوان ترین ماده آلی روی زمین است که یک سوم کل مواد گیاهی را تشکیل می دهد. از اواسط قرن بیستم، این بیوپلیمرهای ساخت بشر تقریباً با مواد مبتنی بر پتروشیمی جایگزین شدند. با این حال، به دلیل نگرانی های رو به رشد زیست محیطی، مواد پلیمری سبز در جامعه علمی، بخش صنعتی و حتی در سیاست مورد استقبال قرار گرفته اند.

پلیمر سبز به چه معناست؟

پلیمر سبز یا بیو پلیمرها، توسط موجودات زنده تولید شده و نسبت به پلیمرهای زیست تخریب پذیر مصنوعی متمایز هستند. این مواد متشکل از واحدهای مونومری هستند که توسط پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل شده اند. این واحدهای مونومر، مولکول های بزرگ تری را تشکیل می دهند. از آنجایی که پلیمرهای زیستی از موجودات زنده مانند گیاهان و میکروب ها مشتق می شوند، برخلاف بسیاری از پلیمرها که پلیمرهای مبتنی بر نفت هستند، منبعی تجدیدپذیر هستند.

به طور کلی، بیوپلیمرها تجزیه پذیر هستند. آن ها در صنایع مختلف از صنایع غذایی گرفته تا تولید، بسته بندی و مهندسی زیست پزشکی استفاده می شوند. پلیمرهای زیستی به دلیل ویژگی‌هایی مانند فراوانی، زیست سازگاری و خواص منحصربه‌فرد مانند غیرسمی بودن و غیره، مواد امیدوارکننده‌ای هستند.

انواع پلیمر سبز مصنوعی و طبیعی

انواع پلیمر سبز مصنوعی یا طبیعی وجود داشته که از نظر ساختار و خواص شباهت های کمی دارند و در صنایع مختلف از قبیل داروسازی، کشاورزی و بسته بندی به کار می روند. این مواد بر اساس ماهیت و منشا تقسیم بندی می شوند. یکی از مهم ترین گروه های پلیمرهای سبز پلی استرها بوده که می توان آن را با چندین روش سنتز کرد.

یکی از رایج ترین پلیمرها برای اهداف بسته بندی پلی اتیلن اسید، PLA است. PLA یا پلی لاکتید (همچنین به نام پلی لاکتیک اسید، پلیمر اسید لاکتیک نیز شناخته می شود) یک ترموپلاستیک تجاری و زیست تخریب پذیر بر پایه اسید لاکتیک است. PLA برای انواع فیلم ها، بسته بندی ها و ظروف (از جمله بطری ها و لیوان ها) استفاده می شود. مونومرهای اسید لاکتیک را می توان از منابع 100 درصد تجدیدپذیر مانند ذرت و چغندرقند تولید کرد. تا کنون تلاش قابل توجهی برای جایگزینی مواد پتروشیمی با مواد ساخته شده از اجزای زیست تخریب پذیر انجام شده است. نمونه هایی از برخی بیوپلیمرهای تجاری تولید شده عبارتند از:

• پلی استرهای زیستی مانند پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB)، پلی بوتیلن سوکسینات (PBS)، پلی بوتیلن سوکسینات آدیپات (PBSA)، پلی تری متیلن ترفتالات (PTT)
• پلی اولفین های زیستی مانند پلی اتیلن (Bio-PE)
• پلی آمیدهای مبتنی بر زیستی (Bio-PA) مانند هموپلی آمیدها (Bio-PA 6)، Bio-PA 11 و کوپلی آمیدها
• پلی اورتان هایی مانند Bio-PUR
• پلیمرهای پلی ساکارید مانند پلیمرهای مبتنی بر سلولز (سلولز بازسازی شده، دی استات سلولز) و پلیمرهای مبتنی بر نشاسته (نشاسته ترموپلاستیک، مخلوط نشاسته)

بیشتر بخوانید: گرانول چیست ؟ و چه کاربردی دارد

کاربردهای پلیمر سبز

پلیمرهای زیستی به دلیل خواص و ساختار منحصر به فرد خود، کاربردهای فراوانی دارند از جمله:

1. زیست پزشکی

پلیمر سبز به طور گسترده ای در زمینه زیست پزشکی استفاده می شوند. با توجه به خواصی مانند تجزیه پذیر و غیر سمی بودن، خواص زیست سازگار و غیره، در مهندسی بافت و صنایع داروسازی استفاده می شوند. بیوپلیمرهایی مانند کلاژن و کیتوزان به عنوان سیستم ‌های دارورسانی برای هدف قرار دادن دارو و بهبود جذب دارو استفاده می‌شوند. اسفنج های کلاژن به طور گسترده ای برای درمان زخم های سوختگی استفاده می شود. کلاژن و کیتوزان هر دو در مهندسی بافت استفاده می شوند. این ها بسیار متخلخل هستند و به زخم ها اجازه بهبود می دهند.

2. استفاده صنعتی

مواد پلیمری سبز به دلیل خواص منحصر به فرد خود به عنوان مواد استاندارد صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. آن ها با برخی از مواد ترکیب می شوند تا خواص این بیوپلیمرها را تقویت کنند و خواص مورد نظر و کاربردهای عملی آن ها را افزایش دهند. این ترکیبات به طور گسترده در بسته بندی استفاده می شوند. PHA، پلی لاکتیک اسید و نشاسته که ارزان و در دسترس هستند برای این کار عالی هستند. آن ها همچنین دارای ویژگی های مانعی هستند که در پلیمرهای دیگر موجود نیستند، مانند این که در برابر آب مقاوم هستند.

پلیمرهای زیستی در صنعت خودروسازی برای ساخت قطعات داخلی و خارجی، قطعات الکتریکی، موتور، اگزوز، فرمان و غیره استفاده می شود. بیوپلیمرها در طول آماده سازی بتن به سیمان اضافه می شوند تا خواص مورد نظر را افزایش دهند. آن ها در صنعت ساخت و ساز دکوراسیون داخلی استفاده می شوند. کیتوزان دارای خواصی است که فلزات را از آب حذف کرده و آن را برای تصفیه آب قابل استفاده می کند. به دلیل خواص ضد میکروبی، برای جلوگیری از رشد میکروارگانیسم ها نیز استفاده می شود.

3. سایر کاربردها

• کشاورزی و شیلات – خطوط ماهیگیری، کودها، کندوها، تورها، تله ‌ها و غیره.
• الکترونیک- ساخت دستگاه های صوتی، بردهای مدار چاپی، سیم های عایق، کابل ها و سایر وسایل الکترونیکی.
• لوازم آرایشی – برای اهداف تمیز کردن، پدیکور و مانیکور، همچنین در محصولات آرایشی مانند ضد آفتاب، محصولات مو، کرم ها و غیره استفاده می شود.
• وسایل ورزشی و اسباب بازی- برای ساخت تجهیزات ورزشی مانند توپ فوتبال و سایر توپ های توخالی، قیچی، بدمینتون، تجهیزات گلف و غیره استفاده می شود.
• نانوتکنولوژی

مزیت های پلیمر سبز

پلیمرهای سبز، به ویژه آن هایی که (زیستی) تجزیه پذیر و یا مشتق شده از مواد خام تجدیدپذیر هستند، به عنوان مواد مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست بوده و دارای اثر کربن کمتری هستند و می توانند به جلوگیری و کاهش بخشی از دفع زباله کمک کرده و به چرخه های زندگی پایدارتر کمک کنند. به طور کلی می توان گفت که هدف استفاده از مواد پلیمری سبز و تجزیه پذیر عبارت است از:

• کاهش تقاضا برای منابع پرانرژی
• به حداقل رساندن ضایعات
• غیر سمی و قابل تغییر
• جلوگیری از تولید آلودگی و کاهش خطرات زیست محیطی
• کاهش تولید و انتشار گازهای گلخانه ای
• بهینه سازی در فرآیندهای تولید و ایجاد بازیافت موثر

شرکت شیمی پل ، با در اختیار داشتن تیم بازرگانی متخصص در زمینه مواد شیمیایی و پلیمری ، با پشتوانه بیش از 5 سال تجربه فعالیت بازرگانی آغاز به کار نموده و فعالیت اصلی، واردات و تأمین مواد اولیه شیمیایی و پلیمری مصرفی شرکت های فعال در زمینه صنایع پلاستیک، رنگ و رزین، چسب و شوینده ها و مواد آرایشی و بهداشتی است .