بررسی تخریب نوری، تجزیه زیستی،جذب آب و خواص مکانیکی پلاستیک های تخریب پذیر جهت استفاده در صنایع بسته بندی

سابقه و هدف: پسماندهای حاوی مواد پلاستیکی  بخصوص تبدیل به معضلی در سراسر جهان شده اند. مدت زمان تجزیه مواد پلیمری پایه نفتی در محیط زیست طولانی می باشد.  بسته بندی پلاستیکی یکی از معمول ترین منابع تولید این پسماندها می باشد. یکی از راهکارهای مقابله با این مشکل استفاده از پلاستیک های تخریب پذیر است.یکی از روش های تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر آمیزه سازی این مواد با پلیمرهای طبیعی است. تخریب نوری نیز یکی از انواع روش های تجزیه این مواد در طبیعیت می باشد که به نظر می رسد برای پلاستیک های قابل استفاده در صنایع بسته بندی که در بیشتر موارد عمدا یا سهوا توسط شهروندان در طبیعت رها می­ شود راهکار مناسبی است. مواد و روش ­ها: در این پژوهش آمیزه قابل تخریب نوری و زیست تخریب پذیری از نشاسته و پلی اتیلن سبک خطی  جهت استفاده در صنایع بسته بندی مورد بررسی قرار گرفته است.  مقادیر مختلفی از نشاسته(۷/۳%،۴/۷%، ۱۰%، ۱۵% و ۲۰%) در آمیزه ها تهیه شده است. از پلی اتیلن مالئیک انهیدرید بعنوان کوپلینگ ایجنت استفاده شده است. بررسی خواص مکانیکی ،جذب آب و رشد قارچ بروی نمونه ها انجام گرفته است. نمونه ها به مدت ۳ ماه در نور مستقیم خورشید قرار داده شده اند. آزمون مقاومت کششی قبل و بعد از قرار گیری نمونه ها در معرض نور خورشید انجام گرفته است. نمونه ها به مدت ۱۱ ماه درون خاک قرار داده شدند تا تخریب زیستی آنها بررسی گردد. نمونه ها به مدت ۸۴ روز در معرض آسپرژیلوس نیجر قرار داده شدند.  نتایج و بحث: طبق بررسی های انجام شده با افزایش میزان نشاسته مقاومت کششی آمیزه  و مدول یانگ کاهش می یابد، پس از ۳ ماه در معرض نور قرار گرفتن مقاومت مکانیکی و مدول یانگ به مراتب کاهش یافت. نتایج آزمون جذب آب نشان داد که با افزایش میزان نشاسته بر جذب آب نمونه ها افزوده شده است. جذب آب به وزن ملکولی و تعداد گروه های هیدروکسیل موجود بستگی دارد .مقایسه وزن نمونه ها قبل و بعد از دفن در خاک  نشانگر تخریب زیستی نمونه ها ست، کاهش وزن نمونه های حاوی نشاسته پس از ۱۱ ماه قرار گیری در خاک است است. افت در خواص مکانیکی بر اثر آزاد شدن نشاسته و خروج نشاسته رخ داده است . هر چه مقادیر نشاسته در آمیزه ها کمتر باشد آمیزه تحت تاثیر ماتریس پلی اتیلن سبک قرار گرفته و در دسترس میکروارگانیسمها قرار نمی گیرد. ذرات نشاسته ای که در سطح نمونه قرار می گیرند زودتر در معرض تخریب زیستی قرار می گیرند با افزایش زمان ماند نمونه ها در خاک میکروارگانیسمها و آنزیمهای آنها به قسمتهای درونی ماتریس پلیمری نفوذ کرده و سبب تجزیه کل پلیمر می شوند. رشد قارچ بروی نمونه های حاوی مقادیر مختلف نشاسته، نشانگر قابلیت تجزیه زیستی  نمونه های پلیمری توسط میکروارگانیسم ها می­باشد. زیست تخریب پذیری میکروبی به ظرفیت میکروارگانیسم و متابولیسم میکروبی وابسته است.  نتیجه ­گیری: با توجه به نتایج بدست آمده پلیمر تولیدی زیست تخریب پذیر و قابل تخریب نوری می باشد. و قابلیت استفاده در صنایع بسته بندی را دارد. دفن در خاک شبیه سازی محل دفن زباله می باشد. در صورتی که این نمونه ها در محیط تجزیه مناسب قرار گیرند کم دجار افت خواص می شوند و شروع به تخریب می نمایند. شایان ذکر است که نمونه های تولید شده جهت بسته بندی مواد غیر خوراکی مناسب می باشند.

Keywords:

پلیمر زیست تخریب پذیر , نشاسته , پلی اتیلن , خواص مکانیکی , جذب آب , بسته بندی