انواع پلیمرهــای مــورد اســتفاده در ســاخت بسته بندی های زيست تخريب پذير

پلی لاکتیک اسیدها(PLA ):

یکی از امیدوارکننده ترین پلی مرهای زیستی، پلی لاکتیک اسیدها هستند که از پلیمریزاسیون مونومر اسید لاکتیک حاصل از تخمیر شکر، ذرت و غیره حاصل می شوند که منابع تجدید پذیر و به راحتی قابل تخریب هستند. این محصول به وسیله تبدیل ذرت یا سایر منابع کربوهیدرات به دکستروز تولید می شود و پس از آن با کمک فرآیند تخمیر به اسید لاکتیک تبدیل می شود. پلی لاکتیک اسیدها یک پلی مر همه کاره، قابل بازیافت با شفافیت و وزن مولکولی بالا، قابلیت پردازش خوب و مقاوم در برابر حلالیت آب هستند. علاوه بر این گزارش شده است که تولید PLA 15 تا 60 درصد باعث کاهش انتشار کربن و 25 تا 55 درصد در مقایسه با پلی مرهای بر پایه نفت باعث کاهش مصرف انرژی می شود. 

سلولز:

سلولز پلیمری طبیعی است که به طور گسترده ای استفاده از آن گسترش یافته است و از خمیرچوب یا پنبه مشتق شده است. یک پلی ساکارید زیست تخریب پذیر است که می تواند در مخلوط هیدروکسید سدیم و دی سولفید کربن حل شود تا سیانات سلولز تولید شود و سپس به یک محلول اسید (اسید سولفوریک) تبدیل شود تا یک فیلم سلفون تولید کند. به طور متناوب، مشتقات سلولز را می توان با استفاده از مشتقات سلولز از حالت محلول، از طریق استرینگ یا اتیر سازی گروه های هیدروکسیل تولید کرد. استئارهای سلولز مانند سلولز دی استات و سلولز تری استات  برای تولید مواد ترموپلاستیک به عنوان افزودنی مورد نیاز هستند . اکثر آنها را می توان با قالب گیری تزریقی یا اکستروژن تولید کرد. اتر سلولز مانند هیدروکسی پروپیل سلولز و متیل سلولز به جز اتیل سلولز و بنزیل سلولز حلال های آب هستند.  

نشاسته:

نشاسته به طور طبیعی در دسترس است و جزء منابع طبیعی قابل تجزیه زیستی آسان است. برای تولید یک فیلم پلاستیکی بر پایه نشاسته، محتوای زیاد آب یا پلاستیسایزر (گلیسرول، سوربیتول) ضروری است. این مواد پلاستیسیته (استفاده از انرژی حرارتی و مکانیکی) نشاسته ترموپلاستیک (TPS) نامیده می شود و جایگزین پلی استایرن (PS) را تشکیل می دهد. مواد ترموپلاستی مبتنی بر نشاسته (مثلا مخلوطی از TPS با اجزای پلیمری مصنوعی / زیست تخریب پذیر مانند پلی کاپرولکتون، پلی اتیلن وینیل الکل یا پلی وینیل الکل) در زمینه صنعتی برای فوم، دمیدن، قالب گیری تزریقی، قالب گیری تزریقی و اکستروژن استفاده می شوند.

پلیمرهای برپایه نشاسته پلیمر تجاری است که از سنتز مونومرهای بر پایه روغن است که می توان با درصدهای مختلف (10، 50 و 90 درصد) از نشاسته به عنوان افزودنی ترکیب کرد. براساس درصد نشاسته و مواد افزودنی مانند (ترکیبات رنگی، افزودنی های مقاوم در برابر حرارت) ویژگی های این مواد می تواند بسیار متفاوت باشد به عنوان مثال در آب گرم یا سرد می توانند مقاوم شوند.

پلی هیدروکسی آلکانوئات(PHA):

این پلیمرها به وسیله تخمیر باکتری از قند و چربی تولید می شوند. آنها می توانند مواد ترموپلاستیک  یا الاستومری با نقطه ذوب بین 40 و 180 درجه سانتیگراد، بسته به مونومر مورد استفاده در سنتز باشند. این پلیمرها به تنهایی یا در ترکیب با پلاستیکی یا نشاسته مصنوعی فیلم های بسته بندی عالی را ارائه می دهند. شایع ترین نوع  پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) است که از پلیمریزاسیون مونومر 3-هیدروکسی بوتیرات به دست می آید، با خواص مشابه PP اما سخت تر و شکننده است. 

گردآوری: واحد پشتیبانی فنی آتاماد

منبع:

 Siracusa V, Rocculi P, Romani S, Rosa M. 2008. Biodegradable polymers for food packaging: a review. Food Science & Technology, 19: 634-643. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2008.07.003

Intan S. M. A, Tawakkal, Marlene J, Cran, Joseph Miltz, and Stephen, Bigger W. 2014. A review of poly (Lactic Acid)-based materials for antimicrobial packaging. Journal of Food Science, 79: 1477-1490. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12534

Peelman N, Ragaert P, De Meulenaer B, Adons D, Peeters R, Cardon L, Van Impe F, Devlieghere F. 2013. Application of bioplastic for food packaging. Trends in Food Science & Technology, 32:128-141. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2013.06.003