مروری بر پلیمرهای اکسازیست تخریب پذیر: راهکارها و چالش ها
الموضوعات : زیست پلاستیک ها و پلیمرهای تجديد پذیر
1 - مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا
الکلمات المفتاحية: پلی الفین, اکسازیست تخریب پذیر, اکسایش,
ملخص المقالة :
افزایش تولید و مصرف پلاستیک‌ها، به‌ویژه پلی الفین‌هایی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن، به دلیل خواصی همچون پایداری شیمیایی بالا، استحکام مناسب و قیمت مقرون به صرفه، به مشکلات زیست‌محیطی منجر شده است. پلی اولفین‌ها به دلیل ساختار غیرقطبی و جرم مولکولی بالا، به سختی در طبیعت تجزیه می‌شوند و ممکن است صدها سال باقی بمانند. توسعه روش‌هایی برای بهبود تجزیه‌پذیری این مواد ضروری است. راهکارهای مختلفی از جمله آمیزه‌سازی با پلیمرهای طبیعی، افزودن ترکیبات اکسازیست تخریب‌پذیر، پرواکسیدانت‌ها، و اعمال فرآیندهای فیزیکی مانند امواج فرابنفش، برای افزایش زیست‌تخریب‌پذیری پلیمرها پیشنهاد شده‌اند. افزودنی‌های اکسازیست تخریب‌پذیر با تسریع اکسایش و تغییر ساختار مولکولی، پلیمرها را به ترکیبات ساده‌تر و قابل جذب در طبیعت تبدیل می‌کنند. این افزودنی‌ها شامل ترکیبات آلی-فلزی مانند آهن و منگنز و ترکیبات بدون فلز نظیر پراکسیدها هستند. همچنین، استفاده از پلیمرهای طبیعی مانند نشاسته به‌عنوان یکی از پلی‌ساکاریدهای پرکاربرد در آمیزه‌سازی با پلی‌الفین‌ها رایج است. در ایران، به دلیل دسترسی آسان و هزینه‌های پایین، استفاده از پلیمرهای طبیعی و افزودنی‌های اکسازیست تخریب‌پذیر رواج یافته است. با این حال، چالش‌هایی مانند عدم تجزیه‌زیستی کامل و مشکلات بازیافت این مواد مطرح است. این مقاله به بررسی راهکارهای صنعتی برای زیست‌تخریب‌پذیری پلیمرها، مرور تحقیقات انجام‌شده و استانداردها، و تحلیل چالش‌های موجود در این زمینه می‌پردازد.
1- https://www.statista.com/
2- Avérous, L., & Pollet, E. (2012). Biodegradable polymers. In Environmental silicate nano-biocomposites (pp. 13-39). London: Springer London.
3- Ojeda, T. F., Dalmolin, E., Forte, M. M., Jacques, R. J., Bento, F. M., & Camargo, F. A. (2009). Abiotic and biotic degradation of oxo-biodegradable polyethylenes. Polymer degradation and stability, 94(6), 965-970.
4- Reddy, M. M., Deighton, M., Gupta, R. K., Bhattacharya, S. N., & Parthasarathy, R. (2009). Biodegradation of oxo‐biodegradable polyethylene. Journal of Applied Polymer Science, 111(3), 1426-1432.
5- https://www.inso.gov.ir/
6- E.A. Mamin, P. V Pantyukhov, A.A. Olkhov, Oxo-Additives for Polyolefin Degradation: Kinetics and Mechanism, Macromol. 3 (2023)
477–506. 7- X. Quecholac-Piña, M. del C. Hernández-Berriel, M. del C. Mañón-Salas, R.M. Espinosa-Valdemar, A. Vázquez-Morillas, Degradation of plastics under anaerobic conditions: A short review, Polymers (Basel). 12 (2020) 109.
8- A. Ammala, S. Bateman, K. Dean, E. Petinakis, P. Sangwan, S. Wong, Q. Yuan, L. Yu, C. Patrick, K.H. Leong, An overview of degradable and biodegradable polyolefins, Prog. Polym. Sci. 36 (2011) 1015–1049.
9- Rizzarelli, P., Rapisarda, M., Ascione, L., Degli Innocenti, F., & La Mantia, F. P. (2021). Influence of photo-oxidation on the performance and soil degradation of oxo-and biodegradable polymer-based items for agricultural applications. Polymer Degradation and Stability, 188, 109578.
10- L. Contat-Rodrigo, Thermal characterization of the oxo-degradation of polypropylene containing a pro-oxidant/pro-degradant additive, Polym. Degrad. Stab. 98 (2013) 2117–2124.
11- F.M.C. Fonseca, P.S.O. Patricio, S.D. Souza, R.L. Oréfice, Prodegradant effect of titanium dioxide nanoparticulates on polypropylene–polyhydroxybutyrate blends, J. Appl. Polym. Sci. 135 (2018) 46636.
12- M. Aldas, A. Paladines, V. Valle, M. Pazmiño, F. Quiroz, Effect of the prodegradant-additive plastics incorporated on the polyethylene recycling, Int. J. Polym. Sci. 2018 (2018) 1–10.
13- T.F.M. Ojeda, E. Dalmolin, M.M.C. Forte, R.J.S. Jacques, F.M. Bento, F.A.O. Camargo, Abiotic and biotic degradation of oxo-biodegradable polyethylenes, Polym. Degrad. Stab. 94 (2009) 965–970.
15- Brandão, J. A. O., Martin, P. T., dal Pont Morisso, F., Francisquetti, E. L., & Santana, R. M. C. (2024). Characterization of the abiotic degradation of oxo-biodegradable polypropylene obtained from transition metal-free pro-oxidant. Polymer Degradation and Stability, 223, 110741.