بیشتر پلاستیکهای تولیدی از مشتقات نفتی هستند که قابلیت بازیافت و زیست تخریب پذیری را ندارند. به همین علت تا سالهای زیادی در طبیعت می‌ماند و زباله زایی روز به روز رو به افزایش است. از طرفی سوزاندن آنها برای دفع زباله سبب آلودگی هوا و انتشار گازهای خطرناک به محیط میشود.
همچنین باید بدانیم که با رشد جمعیت و نیاز بیشتر به مواد پلاستیکی تقاضا روز به روز بیشتر میشود؛ در صورتی که منابع نفتی محدود میباشد. در نتیجه حساسیت جهانی نسبت به اثرات زیان بار این مواد در طبیعت سبب شده است که توجه به محصولات جدید با خواص فیزیکی و مکانیکی پلاستیکهای معمول با خاصیت زیست تخریب پذیری افزایش یابد.
پلی هیدروکسی بوتیرات والرات یک پلیمر زیست تخریب پذیر
یک نوع از پلیمرهای زیست تخریب پذیر از منابع تجدید پذیر بر پایه رشد میکروارگانیسم و باکتری‌ها پلی هیدروکسی آلکانوات است. اما خواص فیزیکی و مکانیکی آنها نسبت به پلیمرهای مشتق شده از نفت پایین است. کوپلیمر کردن آنها میتواند راهی برای افزایش خواص باشد. نوعی از پلیمر زیست تخریب پذیر که زیر مجموعه منابع تجدید پذیر است پلی هیدروکسی بوتیرات والرات میباشد.
در واقع پلی هیدروکسی بوتیرات مهمترین عضو خانواده پلی هیدروکسی آلکانوات است. آنها یک نوع پلی استر زیست تخریب پذیر هستند که خواص فیزیکی و شیمیایی آنها مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن است. آنها را میتوان با پر کننده غیر آلی نیز جهت تقویت فیلم نهایی ترکیب کرد. آنها دارای خواص آببندی عالی هستند.
محصول پیشنهادی: پلی لاکتیک اسید
تولید پلی هیدروکسی بوتیرات والرات
تولیدات اینگونه پلیمر زیست تخریب پذیر هزینه بسیار بیشتری نسبت به پلیمرهای مشتق شده از نفت دارد. بنابراین باید شرایط تولید آن را بهینه کرد. موارد بهینه سازی برای تولید به صورت تجاری عبارتند از:
- بهینه سازی محیط کشت
- استفاده از میکروارگانیسم نوترکیب
- استفاده از بسترهای ارزان
- استفاده از نسبت کربن به نیتروژن بالاتر
خاصیت محلول در آب
با توجه به اینکه پلی هیدروکسی بوتیرات در آب نامحلول است و خاصیت آبگریزی دارد، ماده ای سمی نیست و قابلیت خوب نفوذ اکسیژن را دارد برای کاربرد پزشکی و یا به عنوان پلاستیک بیولوژیکی استفاده میشود. آنها مقاومت کمی در برابر اسید و باز دارد و در هیدروکربن‌های کلر قابلیت حل شدن دارد. از طرفی پلی هیدروکسی والرات برای افزایش کیفیت و بهبود پلیمرهای زیستی بر پایه میکروارگانیسم کاربری دارد. به همین دلیل تولید پلی هیدروکسی بوتیرات والرات PHBV میتواند جهشی برای افزایش همزمان خواص فیزیکی و مکانیکی و خاصیت زیست تخریب پذیری را داشته باشد. آنها دارای گروه های OH و باند دوگانه اکسیژن هستند که بلند زنجیر آنها به شکل زیر است.
پلی هیدروکسی بوتیرات قابلیت اکسترود و قالب گیری را دارد. اما نقطه ذوب آنها کم است، قیمت تقریبا بالایی دارد، رفتار مکانیکی شکننده آنها در گذر زمان حتی در دمای اتاق نیز سبب میشود که کاربرد آن را به صورت تجاری محدود کند. اضافه شدن و تهیه کوپلیمر آنها با والرات میتواند محدودیتهای مذکور را از بین ببرد. در واقع تولید پلی هیدروکسی بوتیرات والرات دارای انعطاف پذیری بالاتر، خواص فیزیکی بهبود یافته و نقطه ذوب بالاتری است که سبب میشود استفاده آن را به صورت صنعتی و تجاری نسبت به پلی هیدروکسی آلکانوات و یا پلی هیدروکسی بوتیرات خالص افزایش دهد.
کاربرد پلی هیدروکسی بوتیرات والرات
- داربست‌ها
- نخ بخیه
- جانشین رگ خونی
- تهیه بطری
- بسته بندی مواد غذایی
