منذ ظهور البلاستيك، استُخدم على نطاق واسع في جميع جوانب حياة الناس، مما ساهم في تسهيل إنتاجهم وحياتهم. ومع ذلك، فرغم سهولة استخدامه، إلا أن استخدامه ونفاياته يُسببان تلوثًا بيئيًا خطيرًا ومتزايدًا، بما في ذلك التلوث الأبيض في الأنهار والأراضي الزراعية والمحيطات.
يعد البولي إيثيلين (PE) من المواد البلاستيكية التقليدية المستخدمة على نطاق واسع وهو بديل رئيسي للمواد القابلة للتحلل البيولوجي.
يتميز البولي إيثيلين ببلورية جيدة وخصائص حاجز بخار الماء ومقاومة للعوامل الجوية، ويمكن الإشارة إلى هذه الخصائص بشكل جماعي باسم "خصائص البولي إيثيلين".
في عملية السعي لحل "تلوث البلاستيك" من الجذر، بالإضافة إلى إيجاد مواد بديلة جديدة صديقة للبيئة، فإن الطريقة المهمة للغاية هي إيجاد بيئة في المواد الموجودة التي يمكن أن تتحلل بواسطة البيئة وتصبح جزءًا من دورة الإنتاج مواد صديقة، والتي لا توفر الكثير من القوى العاملة وتكاليف المواد فحسب، بل تحل أيضًا مشكلة التلوث البيئي الخطيرة الحالية في وقت قصير
إن خصائص المواد القابلة للتحلل الحيوي تلبي متطلبات الاستخدام أثناء فترة التخزين، وبعد الاستخدام، يمكن أن تتحلل إلى مواد غير ضارة بالبيئة في ظل الظروف الطبيعية.
تختلف المواد القابلة للتحلل الحيوي باختلاف خصائصها ومزاياها وعيوبها. من بينها، يتمتع PLA وPBAT بمستوى تصنيع مرتفع نسبيًا، وتحتل طاقتهما الإنتاجية مكانة مهمة في السوق. في ظل الترويج لأمر تقييد البلاستيك، تشهد صناعة المواد القابلة للتحلل الحيوي ازدهارًا كبيرًا، وقد وسّعت شركات البلاستيك الكبرى إنتاجها. حاليًا، تتجاوز الطاقة الإنتاجية السنوية العالمية لـ PLA 400,000 طن، ومن المتوقع أن تتجاوز 3 ملايين طن في السنوات الثلاث المقبلة. هذا يُظهر، إلى حد ما، أن مواد PLA وPBAT مواد قابلة للتحلل الحيوي وتتمتع بشهرة واسعة نسبيًا في السوق.
كما أن مادة PBS الموجودة في المواد القابلة للتحلل الحيوي هي أيضًا مادة ذات درجة عالية نسبيًا من الاعتراف والاستخدام الأكثر وتكنولوجيا أكثر نضجًا.
ستكون الطاقة الإنتاجية الحالية، والزيادة المتوقعة في الطاقة الإنتاجية المستقبلية للمواد القابلة للتحلل، مثل PHA وPPC وPGA وPCL، محدودة، وتُستخدم غالبًا في المجالات الصناعية. والسبب الرئيسي هو أن هذه المواد القابلة للتحلل الحيوي لا تزال في مراحلها الأولى، وتكنولوجيا تطويرها غير متطورة، وتكلفتها مرتفعة للغاية، مما يجعل تقديرها ضعيفًا، وهي حاليًا غير قادرة على منافسة PLA وPBAT.
تختلف المواد القابلة للتحلل الحيوي باختلاف خصائصها، ولها مزاياها وعيوبها. ورغم أنها لا تتمتع بخصائص البولي إيثيلين (PE) بشكل كامل، إلا أن المواد القابلة للتحلل الحيوي الشائعة هي في الأساس بوليسترات أليفاتية، مثل PLA وPBS، والتي تحتوي على إسترات. يمنح البولي إيثيلين المترابط، من خلال الرابطة الإسترية في سلسلته الجزيئية، قابلية تحلله الحيوي، بينما تمنحه السلسلة الأليفاتية خصائص البولي إيثيلين.
إن نقطة الانصهار والخصائص الميكانيكية ومقاومة الحرارة ومعدل التحلل وتكلفة PBAT وPBS يمكن أن تغطي بشكل أساسي تطبيق PE في صناعة المنتجات التي تستخدم لمرة واحدة.
إن مستوى تصنيع PLA وPBAT مرتفع نسبيًا، وهو أيضًا اتجاه نمو قوي في بلدي. يتميز PLA وPBAT بخصائص مختلفة. PLA بلاستيك صلب، وPBAT بلاستيك لين. PLA ذو قابلية معالجة ضعيفة للأغشية المنفوخة، يُمزج غالبًا مع PBAT ذو المتانة الجيدة، مما يُحسّن قابلية معالجة الأغشية المنفوخة دون الإضرار بخصائصها البيولوجية وقابليتها للتحلل. لذلك، لا مبالغة في القول إن PLA وPBAT أصبحا من المواد القابلة للتحلل الرئيسية.
وقت النشر: ٢٦ فبراير ٢٠٢٢