وبلاگ

۱-۱۵-۱-۴-تخریب با امواج مافوق صوت^[۳۴]
استفاده از صوت با فرکانس­های خاص می ­تواند باعث شود که زنجیرهای یک پلیمر مرتعش شده و پاره شوند.
۱-۱۵-۱-۵-تخریب شیمیایی
در این مورد مواد شیمیایی خورنده و یا گازهایی نظیر اکسیژن و اوزون می­توانند به عوامل ساختمانی یک پلیمر حمله نموده و باعث پاره شدن زنجیر مولکولی و اکسایش آن شوند.
۱-۱۵-۱-۶-تخریب با تشعشع^[۳۵]
در برابر نور خورشید و یا تشعشعات پرانرژی خود پلیمر و یا ناخالصی­های یک پلیمر اشعه جذب کرده و موجب واکنش­هایی می­شوند که منجر به افت خواص می­شوند. در مورد تشعشعات پرانرژی زنجیرهای مولکولی پلیمر مستقیماٌ پاره می­شوند [۶۶].
۱-۱۵-۱-۷-زیست تخریب شدن^[۳۶]
زیست تخریب شدن فرایندی است که به موجب آن باکتری­ ها، قارچ­ها و مخمرها و آنزیم­ها بستری را به عنوان منبع غذایی مورد استفاده قرار می­ دهند. به طوری که شکل اولیه آن محو می­ شود. تحت شرایط مناسب از رطوبت، دما و فراهم بودن اکسیژن زیست تخریب شدن فرایندی نسبتاٌ سریع است، مدت زمان ۲ الی ۳ سال برای تحلیل رفتن و محو شدن کامل یک کالای پلاستیکی هدف معقولی است. این نوع ویژه معدودی از پلیمرها است که حاوی گروه ­های فعال هستند و توسط موجودات ذره­بینی مورد حمله قرار می­گیرند [۶۷].

۱-۱۶-پلاستیک­های زیست تخریب پذیر
بیشتر از دو دهه است که مواد پلیمری مصنوعی، به طور گسترده در فعالیت­های صنعتی بشر مورد استفاده قرار گرفته شده است که از این پلیمرها، می­توان به پلی اتیلن(PE)، پلی پروپیلن(PP)، پلی استایرن(PS) و پلی کربنات (PC) اشاره کرد که معمولاٌ بر پایه­ نفت بوده و تجزیه ناپذیرند. با وجود محدود بودن منابع نفتی و افزایش استفاده از پلیمرهای تجزیه ناپذیر
که سبب به وجود آمدن مشکلات زیست محیطی جدی می­ شود، مواد پلیمری زیست تخریب پذیر مورد توجه زیادی قرار گرفتند. در نتیجه، پلیمرهای زیست تخریب­پذیر ساخته شده از پلیمر­های طبیعی و تجدید­پذیر مانند: سلولز، نشاسته وپروتئین­ها به عنوان جایگزین برای پلیمرهای تخریب ناپذیر، توسعه پیدا کردند [۶۸]. نشاسته به عنوان اجزای سازنده محدوده وسیعی از پلیمرهای زیست تخریب پذیر در حال پیشرفت می­باشند. این پلیمرها در تولید مواد بسته­بندی دوست­دار محیط زیست، در پزشکی در رهایش کنترل شده دارو^[۳۷] و در ساختار اندام­های مصنوعی کاربرد فراوان دارند [۶۹].
مطالعاتی در مورد زیست تخریب­پذیری پلاستیک­های بسته­بندی توسط مجتمع یونیون کارباید^[۳۸] در امریکا انجام شد. در این تحقیق مشخص شد که اکثر پلاستیک­های گرمانرم تجاری در مقابل حمله آنزیم­ها مصون هستند و فقط پلی استرهای خطی و پلی یورتان­های خطی مشتق شده از استردی­ال­های خطی زیست تخریب پذیرند.
یک دستاورد مهم در مورد زیست تخریب پذیری پلاستیک­ها این بود که هیدروکربن­های الیفاتیکی با زنجیر مستقیم فقط تا وزن مولکولی حدود ۵۰۰ زیست تخریب شدند، اما هیدروکربن­های زنجیری مستقیم با جرم مولکولی بیش از ۵۰۰ به رشد هیچ قارچی کمک نکردند. یک کشف جالب توجه دیگر این بود که شاخه­ای شدن هیدروکربن­ها مانع از آن می­ شود که موجودات ذره­بینی این هیدروکربن­ها را به عنوان غذا مصرف کنند [۷۰].
در بین پلاستیک­های تجاری مورد استفاده برای بسته­بندی، پلی­اتیلن در واقع تنها کاندید انتخابی برای زیست تخریب شدن است، اما حتی برای پلی­اتیلن یک محدودیت وزن مولکولی وجود دارد و وزن مولکولی نمونه­های این پلیمر باید قبل از آن که زیست تخریب پذیری بتواند به میزان معقولی رخ بدهد، به طور فاحشی کاهش یابد. یکی از مهم­ترین راه­های عملی برای صنعت پلاستیک­های زیست تخریب پذیر، پر کردن پلی اتیلن با نشاسته است. نشاسته در تماس با موجودات ذره­بینی مناسب نسبتاٌ به سرعت زیست تخریب می­ شود اما پلی اتیلن تکه­پاره شده را که هنوز از وزن مولکولی بالایی برخوردار است، باقی بر جا می­ گذارد که بعدها خیلی آهسته زیست تخریب می­ شود [۷۱].
۱-۱۷-زیست تخریب پذیری در پلیمرها
پلیمرها و مواد زیست تخریب پذیر در مقایسه با پلاستیک­های موجود نه تنها در فرایند تولید، انرژی کم­تری مصرف می­نمایند، بلکه به دلیل مواد مصرفی تجدید پذیر از اهمیت ویژه­ای برخوردارند. از سال ۱۹۷۰ با وخیم شدن مشکل رفع زباله در سطح جهان، موضوع استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر مطرح گردید که اولین موضوع در خصوص کیسه­های زباله و مواد یک­بار مصرف بود. طوری که ۳۰ درصد از پلاستیک­های تولیدی برای مصارف یک­بار مصرف می­باشد و تنها ۲ درصد از آن بازیابی می­گردد، لذا پلیمرهای زیست تخریب پذیر به عنوان جایگزین مناسب پلاستیک­های رایج مطرح گردید [۷۲].
به طور کلی پلیمرهای زیست تخریب پذیر را می­توان به دو دسته تقسیم کرد:
۱-۱۷-۱-پلیمرهای زیست تخریب پذیر طبیعی
این دسته از پلیمرها در طبیعت توسط موجودات زنده تولید می­شوند و پلیمرهایی را شامل می­شوند که معمولاص از واکنش­های کاتالیز شده آنزیمی یا واکنش­های رشد زنجیری منومرهای فعال شده در داخل سلول­ها به وسیله­ فرآیندهای متابولیکی سنتز می­شوند. پلی ساکاریدها (نشاسته، سلولز، کیتین^[۳۹]، کیتوسان^[۴۰]، آلژینیک اسید^[۴۱])، پلی –پپتیدها (ژلاتین^[۴۲]) و پلی استرهای باکتریایی شامل این دسته از پلیمرها هستند [۷۳].
۱-۱۷-۲-پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی
این دسته از پلیمرها شامل پلیمرهایی هستند که دارای یک جزء قابل هیدرولیز هستند. گروه ­های عاملی قابل هیدرولیز شامل استرها، انیدریدها، کربنات­ها، آمیدها، اورتان­ها، پلی وینیل الکل­ها و غیره می­باشد [۷۳].
۱-۱۸-عوامل موثر بر زیست تخریب پذیری پلیمرها
از عوامل موثر می­توان به موارد زیر اشاره کرد:
ساختار پلیمر
مورفولوژی پلیمر
تابش اشعه گاما، نور UV یا واکنش شیمیایی
وزن مولکولی
زیست تخریب پذیری پلیمر، فقط به شیمی آن بستگی ندارد، بلکه به حضور سیستم­های بیولوژیکی نیز وابسته است. به همین دلیل زیست تخریب پذیری تحت تاًثیر عوامل زیر نیز قرار می­گیرد:
حضور میکروارگانیسم­ها
فراوانی اکسیژن
مقدار آب قابل دسترس
دما
محیط شیمیایی (pH و الکترولیت­ها و….) [۷۴]
۱-۱۹-روش­های زیست تخریب پذیری
به طور کلی پلیمرهای زیست تخریب پذیر به دو روش می­توانند دوباره به اکوسیستم بازگردند:
توسط میکروارگانیسم­ها^[۴۳]
توسط آنزیم­ها
۱-۱۹-۱-میکروارگانیسم­ها
به طور کلی دو میکروارگانیسم وجود دارد که جهت تخریب پلیمرهای طبیعی و سنتزی به کار می­رود: باکتری و قارچ. میکروارگانیسم­ها می­توانند پلیمرها را هضم کرده و باعث ایجاد تغییرات مکانیکی و شیمیایی پلیمرها شوند. فرایند زیست تخریب پذیری در طبیعت توسط میکروارگانیسم­ها می ­تواند تحت دو شرایط انجام شود [۷۵]:
۱-۱۹-۱-۱-فرایند هوازی (در حضور اکسیژن)

۱-۱۹-۱-۲-فرایند غیر هوازی (در غیاب اکسیژن)

۱-۱۹-۲-آنزیم­ها
آنزیم­ها، همانند کاتالیست­های شیمیایی، کاتالیست­های بیولوژیکی^[۴۴] ضروری هستند. به طور کلی آنزیم­ها عمل تخریب را طی دو مکانیسم انجام می­ دهند: از طریق اکسید شدن و دیگری هیدرولیز توسط آنزیم­ها [۷۵].
۱-۲۰-کاربرد پلیمرهای زیست تخریب پذیر
به طور کلی کاربرد پلیمرهای زیست تخریب پذیر در سه زمینه اصلی جای می­گیرد که عبارتند از:
کاربرد پزشکی: شامل تهیه بافت­های مصنوعی، بازسازی دندان، بخیه­های جراحی، سیستم­های کنترل رهایش دارو، قطعات ثابت نگه دارنده استخوان، پیوند رگی و پوست مصنوعی است.
کاربرد در کشاورزی: تولید کود گیاهی و ظروف کشت.