بر اساس آمارها، از 9 میلیارد تن محصولات پلاستیکی تولید شده در جهان، تنها 9 درصد بازیافت، 12 درصد سوزانده می شود و 79 درصد باقی مانده به محل های دفن زباله یا به محیط طبیعی سرازیر می شود. تخمین زده می شود که تا سال 2050 در سال 2018، تولید جهانی پلاستیک از 34 میلیارد تن و تولید زباله های پلاستیکی 12 میلیارد تن خواهد بود. در حال حاضر سالانه 5 تریلیون کیسه پلاستیکی در جهان استفاده می شود. اکنون بازار چین نیز به تدریج استفاده از جعبه های ناهار قابل تجزیه را ترویج می کند.
دلیل اساسی اینکه پلاستیک های سنتی آلودگی سفید جدی به همراه دارند، زمان تخریب طولانی آن ها است و بزرگترین مزیت پلاستیک های تجزیه پذیر در مقایسه با پلاستیک های سنتی کوتاه بودن زمان تخریب است که می تواند این مشکل را به طور اساسی حل کند.
پلاستیکهای تجزیهپذیر به دستهای از پلاستیکها اطلاق میشود که خواص مختلف آنها میتواند الزامات استفاده را برآورده کند، خواص آنها در طول دوره ذخیرهسازی بدون تغییر باقی میمانند و پس از استفاده میتوانند در شرایط طبیعی به مواد بیضرر برای محیط زیست تجزیه شوند. این مفهوم ابتدا در اروپا سرچشمه گرفت. کشورهای پیشرفته غربی با ایده اقتصاد دایره ای از ظروف یکبار مصرف تجزیه پذیر استفاده می کنند. به عنوان مثال، در اواخر دهه 1980، سوئد به صورت آزمایشی جعبه های فست فود یکبار مصرف ساخته شده از سیب زمینی و ذرت را تولید کرد. ایده آل ترین پلاستیک تجزیه پذیر باید عملکردی مشابه پلاستیک غیرقابل تجزیه در حین استفاده داشته باشد و پس از استفاده به طور طبیعی به قطعات تجزیه شده و در شرایط طبیعی مختلف مانند رها شدن و دفن زباله، مرحله به مرحله به ماکرومولکول ها و مولکول های کوچک تجزیه می شود. ، دی اکسید کربن و آب.
اروپا که اولین کشوری بود که پلاستیک های تجزیه پذیر را توسعه داد، یک مسیر پلاستیکی اصلاح شده با نشاسته ایجاد کرد که به آن نسل اول پلاستیک های تجزیه پذیر می گویند. این نوع پلاستیک تجزیه پذیر مبتنی بر نشاسته با افزودن مواد افزودنی مانند نشاسته در حین پلیمریزاسیون مونومرهای سنتی مانند PE (پلی اتیلن) اصلاح می شود، به طوری که پلاستیک می تواند به قطعات پلاستیکی ریز در محیط شکسته شود. با این حال، در تحقیقات بعدی، مشخص شد که پلاستیک پس از تکه تکه شدن، نمی تواند به طور کامل تجزیه شود و با تشکیل میکروپلاستیک به مسموم کردن محیط ادامه می دهد. بنابراین، پلاستیک های اصلاح شده با نشاسته را «پلاستیک های تخریب پذیر» (به طور ناقص تجزیه پذیر) نیز می نامند. پلاستیکهای تجزیهپذیر نسل دوم، پلاستیکهای تجزیهپذیر فتوترمال هستند و توسعه آنها نیز به دلیل الزامات سخت در شرایط تخریب مانند دما و شدت نور، بسیار کند است.
پس از آن، پلاستیک های تجزیه پذیر بیشتر در قاره آمریکا توسعه یافتند. با تکیه بر منابع غنی زیست توده محلی، سومین نسل از پلاستیک های تجزیه پذیر به نمایندگی از PLA، یعنی پلاستیک های زیست تخریب پذیر، متولد شد. تحت تأثیر میکروارگانیسمهای موجود در طبیعت مانند قارچها و جلبکها، زنجیرههای بلند پلیمر شکسته میشود و در نهایت به طور کامل به CO2 و آب تجزیه میشود تا به تجزیه زیستی کامل برسد و مواد اولیه از تخمیر ذرت و غیره به دست میآید. ، متعلق به مواد منبع زیستی است. بعدها، پلاستیک های زیست تخریب پذیر دیگری مانند PBS، PBAT و PHA نیز یکی پس از دیگری توسعه یافتند که از نظر تئوری می توانند به حفاظت از محیط زیست سبز واقعی و بدون سمیت زیست محیطی دست یابند. در مجموع، بزرگترین ویژگی عوامل هستهزای مواد معدنی این است که بهطور گسترده در دسترس، ارزان و آسان هستند و میتوانند هستهزایی و تبلور پلاستیکهای زیست تخریبپذیر را تقویت کنند. با این حال، به دلیل سازگاری ضعیف آن با پلیمر ماتریس، به راحتی می توان عملکرد محصولات پلاستیکی را کاهش داد یا ناپایدار شد، که دامنه کاربرد آن را محدود می کند.
پلاستیک خام یکی از محصولات مهم در صنایع شیمیایی است. با توجه به مزایای پلاستیک ها با عملکرد قوی، قابلیت پردازش خوب و تولید آسان در مقیاس بزرگ، آنها همچنان به ایجاد کاربردهای جدید ادامه می دهند و همچنان جایگزین سایر مواد سنتی می شوند. در سال 2019، تولید جهانی پلاستیک به 400 میلیون تن رسیده است و مهمترین ماده برای ساخت جامعه بشری است. مواد سنتی مانند چوب، سنگ، شیشه و فلز پس از مدتی به اشکال مختلف تجزیه میشوند و به چرخه طبیعی بازمیگردند، اما پلاستیکها کاملاً ساخته دست بشر هستند و بیشتر آنها پس از صدها سال به سختی تجزیه میشوند. مشکل «آلودگی سفید» را شکل داده است که جامعه بسیار نگران آن است. برای اینکه نه تنها از مزایای عملکرد و هزینه پلاستیک ها لذت ببریم، بلکه از آسیب پلاستیک های زباله به محیط زیست نیز بکاهیم، پلاستیک های تجزیه پذیر به وجود آمدند.
توسعه پلاستیک های تجزیه پذیر در مراحل اولیه کند بوده است. دلیل اصلی این است که هزینه تولید بالا است و سیاست اجرا به اندازه کافی قوی نیست. با این حال، از زمانی که چین واردات زباله های خارجی را در سال 2018 ممنوع کرد، روند صنعت به طور قابل توجهی تغییر کرده است. در گذشته، اگرچه کشورهای توسعهیافته خارج از کشور مقدار زیادی زباله پلاستیکی تولید میکردند، اما با صادرات به چین و سایر مناطق، هزینههای هنگفت خارجی با هزینههای نقدی اندک حل میشد. در حالی که چین هزینه های خارجی اضافی را متحمل شده است و بار سنگین تر و سنگین تر می شود. . به منظور حل مشکل جدی زباله، چین واردات زباله های خارجی را ممنوع کرده است که باعث افزایش ناگهانی هزینه پردازش کشورهای توسعه یافته شده است. بنابراین مشاهده می شود که کشورهای اروپایی از سال 2018 به طور متوالی سیاست های اجباری را برای پلاستیک ها ارائه کرده اند و سیاست های داخلی نیز شروع به افزایش کرده است. سخت است، بنابراین ما معتقدیم که پلاستیک های تجزیه پذیر وارد دوره انفجار صنعت شده اند و پلی لاکتیک اسید (PLA) و PBAT امیدوارکننده ترین مواد هستند.
پلاستیک های زیست تخریب پذیر طیف وسیعی از جمله نشاسته، پودر چوب، پودر بامبو و سایر مواد خام زیست توده آلی پر از مجتمع را پوشش می دهند. اصلاح سطح پرکننده های آلی برای عملکرد پردازش و کاربرد محصولات بسیار مهم است. عوامل جفت کننده یا پلیمریزاسیون عاملدار واکنشی مواد کمکی فیزیکی یک نوع ضروری از مواد کمکی برای این محصولات هستند. گروههای عاملی واکنشی که معمولاً معرفی میشوند، گروههای ایزوسیانات، گروههای عاملی اپوکسی، اگزازولینها، انیدریدهای اسیدی و موارد مشابه هستند.