کاهش وابستگی به منابع نفتی، تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر از طریق دانش بنیان ها - وبلاگ آژانس الکترونیکی

به گزارش وبلاگ آژانس الکترونیکی، پلیمرهای زیست تخریب پذیر بر پایه نشاسته ترموپلاستیک و نانوالیاف طبیعی تولید و به صنعت بسته بندی مواد غذایی تزریق شد.

به گزارش گروه علم و پیشرفت وبلاگ آژانس الکترونیکی به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، در سال های اخیر، افزایش روز افزون استفاده از مواد پلیمری در صنایع مختلف، به ویژه صنایع بسته بندی و پزشکی در کنار مسائل ناشی از بازیافت این مواد، به یک نگرانی جدی برای محیط زیست تبدیل شده است. به همین منظور نسل جدیدی از پلیمرها به عنوان پلیمرهای زیست تخریب پذیر مورد توجه قرار گرفته اند. این پلیمرها از طریق شرکت پارسا پلیمر شریف و با حمایت ستاد توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری تولید شده اند.

رزین نشاسته به عنوان زمینه بسیاری از کامپوزیت های زیست تخریب پذیر مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال جذب رطوبت بالا و پایین بودن خواص مکانیکی، مانع از تولید انبوه این خانواده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر شده است.

تا به امروز مطالعات گسترده ای برای برطرف این دو مشکل اساسی اجرا شده است و در این میان، ترکیب نشاسته ترموپلاستیک با پلیمرهای پایه نفتی و یا کامپوزیت سازی آن به عنوان دو راه حل اساسی برای برطرف نقایص ذکر شده مطرح هستند. برای این منظور، الیاف و ذرات گوناگونی به عنوان فاز تقویت کننده در زمینه نشاسته ترموپلاستیک به کار گرفته می شود.

نکته حائز اهمیت در این دو روش که ضمن حفظ زیست تخریب پذیر بودن محصول نهایی باید در نظر داشت، ایجاد خواص عملکردی قابل مقایسه با پلیمرهای پایه نفتی و هزینه تولید قابل توجیه و قیمت تمام شده رقابتی با آن ها است.

در این کار تلاش شده تا نانوکامپوزیتی بر پایه نشاسته ترموپلاستیک و نانوالیاف طبیعی سلولز ساخته شود تا علاوه بر برطرف نقاط ضعف نشاسته ترموپلاستیک، وابستگی به منابع نفتی را نیز کاهش دهد.

بهبود خواص مکانیکی نشاسته ترموپلاستیک با استفاده از نانوالیاف طبیعی سلولز، افزایش پایداری حرارتی، ارتقا زیست تخریب پذیری و برطرف مشکل جذب رطوبت نشاسته ترموپلاستیک از مهم ترین دستاوردهای این پژوهش است.

نتایج این طرح در صنایع گسترده ای کاربرد خواهد داشت، برای نمونه می توان در صنایع بسته بندی و صنایع غذایی برای ساخت انواع ظروف یکبار مصرف یا در صنایع کشاورزی برای تولید انواع مالچ فیلم و گلدان از این مواد استفاده کرد.

انجام طرح حاضر علاوه بر ساخت نانوکامپوزیتی کاملا زیست تخریب پذیر که وابستگی صنایع به منابع محدود نفتی را مرتفع خواهد کرد، نگرانی های دوستداران محیط زیست را از بابت بازیافت و دفع بخشی از زباله های شهری را از بین خواهد برد.

از لحاظ کیفیت و هزینه نیز می توان ادعا کرد که این مواد می توانند نیاز صنایع را با هزینه ای پایین تر و خواصی نزدیک به پلیمرهای پایه نفتی متداول برطرف سازند.

قیمت پایین، خواص مکانیکی مناسب مثل استحکام بالا و مقاومت سایشی مطلوب و از همه مهم تر زیست تخریب پذیری الیاف طبیعی، آن ها را به عنوان جایگزین مناسبی برای الیافی مانند شیشه، کربن و یا آرامید مطرح کرده است؛ لذا کامپوزیت های پایه نشاسته حاوی الیاف طبیعی از اهمیت بالایی برخوردار هستند، زیرا به دلیل وجود شباهت در ساختار شیمیایی الیاف طبیعی و نشاسته، هنگامی که این الیاف در زمینه نشاسته قرار می گیرد، اتصالی قوی بین این دو جزء برقرار می شود.

این مسأله سبب بهبودی قابل ملاحظه در خواص مکانیکی کامپوزیت خواهد شد و علاوه بر این، سادگی و تشابه فرایند این دسته از کامپوزیت های پایه نشاسته با پلیمرها متداول صنعت بسته بندی، سبب کاهش هزینه محصول نهایی می شود.