ساخت پلاستیک زیستی قابل‌تجزیه در طبیعت
به گفته متخصصان علوم و صنایع پلیمر، یکی از مشکل‌هایی که در این صنعت وجود دارد آن است که پلیمرها اغلب در محیط‌زیست به‌کندی تخریب می‌شوند و حتی به‌نوعی می‌توان گفت که تخریب نمی‌شوند! به همین دلیل پژوهش‌های زیادی صورت گرفته تا بتوان پلیمرها را تخریب‌پذیر کرد. یکی از پیشنهادها در این خصوص، استفاده از پلیمرهای طبیعی مانند نشاسته برای مصارف عمومی پلیمرها است تا مشکل زیست‌محیطی کمتری داشته و به‌سرعت تجزیه شود.
یکی از مشکل‌هایی که در این صنعت وجود دارد آن است که پلیمرها اغلب در محیط‌زیست به‌کندی تخریب می‌شوند و حتی به‌نوعی می‌توان گفت که تخریب نمی‌شوند!
اما مسئله‌ای که در این خصوص وجود دارد آن است که نشاسته، بسیار شکننده بوده و فرایندپذیری بسیار کمی دارد. به همین دلیل تلاش‌های زیادی توسط محققان صورت گرفته تا نقاط ضعف مربوط به فرایند ساخت پلیمر از نشاسته، اصلاح شود و بتوان به‌راحتی از آن در این مورد استفاده کرد.
در همین راستا، محققینی از دانشگاه صنعتی اصفهان پژوهشی را انجام داده‌اند که می‌تواند به تولید مؤثر یک پلاستیک فرایندپذیر و قابل‌تخریب در محیط زیست منجر شود.
در این پژوهش، محققین از نشاسته ذرت خشک استفاده کردند و واکنش پیوندزنی در یک راکتور شیشه‌ای چهار دهانه مجهز به کندانسور، همزن مکانیکی و ورودی گاز نیتروژن انجام شد و به‌منظور حذف اکسیژن از محیط واکنش نیز، از جریان نیتروژنی در طول مدت واکنش استفاده شد. درواقع در این تحقیق، سعی شد ماده موسوم به «متیل‌متاکریلات» بر سطح نشاسته ذرت پیوند زده شود تا از این طریق، بتوان به ماده دلخواه دست یافت.
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، بهترین دما برای پیوندزنی 75 درجه سلسیوس یا همان درجه سانتی گراد است. به بیان محققین، در دماهای پایین به دلیل تجزیه آرام ماده آغازگر واکنش و کم بودن غلظت رادیکال‌های اولیه، احتمال ایجاد رادیکال‌های موردنظر بر سطح نشاسته کاهش می‌یابد و درنتیجه میزان پیوندزنی بسیار پایین است.
خانم نسرین اعتصامی، محقق دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان که با همکاری دو محقق دیگر، این پژوهش را انجام داده‌اند، در خصوص نتایج حاصله می‌گویند: «نسبت وزنی بهینه برای این واکنش، در 80 درصد به دست 
آمد. در مقدارهای کم، به دلیل آنکه مونومرهای کمتری در دسترس رادیکال‌های اولیه و ماکرو رادیکال‌های تشکیل‌شده قرار می‌گیرند، درصد تبدیل و درصد پیوندزنی و همچنین درصد هموپلیمر کم خواهد بود. مونومر، درواقع همان واحد اولیه هر پلیمر است».
این محققین در ادامه می‌گویند: «نتیجه‌ها نشان می‌دهند که در دماهای کم به دلیل تجزیه آرام آغازگر، درصد پیوندزنی بسیار کم است. اما با افزایش دما تا دمای بهینه، سرعت تجزیه آغازگر بیشتر شده و درنتیجه درصد پیوندزنی افزایش می‌یابد. اما پس‌ازآن، با افزایش سرعت تجزیه آغازگر، احتمال تخریب زنجیره‌های پیوند خورده افزایش می‌یابد که سبب کاهش درصد پیوندزنی می‌شود. با افزایش نسبت وزنی مونومر نیز، درصد پیوندزنی ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد، چراکه با افزایش مقدار مونومر، احتمال برخورد رادیکال‌های آزاد با مونومر بیشتر می‌شود».
این نتایج که به‌صورت مقاله‌ای علمی پژوهشی در نشریه «شیمی و مهندسی شیمی ایران» متعلق به پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران، از مؤسسات پژوهشی جهاد دانشگاهی، منتشر شده است، فرایند پذیر کردن نشاسته اصلاح‌شده را برای استفاده به‌جای پلیمرهای زیست‌تخریب ناپذیر نشان می‌دهد و گامی مثبت در جهت تولید پلاستیک‌های قابل‌تجزیه در طبیعت به شمار می‌رود.
گزارش: دکتر محمدرضا دلفیه
منبع: میرزائی، ا. و همکاران. 1396. پلیمریزاسیون پیوندی متیل‌متاکریلات بر سطح نشاسته ذرت در محیط آبی برای تهیه یک زیست پلاستیک فرایند پذیر. شیمی و مهندسی شیمی ایران، 36(2): 179-171.
No tags for this post.
