يعتبر البلاستيك القابل للتحلل من أكثر مواد التعبئة والتغليف الخضراء الواعدة.إنه نوع جديد من البلاستيك يمكن أن يتحلل بسرعة ويختفي في البيئة الطبيعية بعد التخلص منه دون التسبب في تلوث البيئة.

وفقًا للتعريف الذي وضعته ASTM في عام 1989 ، تشير المادة القابلة للتحلل إلى البلاستيك الذي يتغير هيكله الكيميائي في بيئة معينة مما يتسبب في فقدان الأداء خلال فترة زمنية محددة.يعد تطوير مواد التغليف البلاستيكية القابلة للتحلل والتخلص التدريجي من مواد التغليف البلاستيكية غير القابلة للتحلل هو الاتجاه العام لتطور العلوم والتكنولوجيا في العالم وأحد النقاط الساخنة للبحث والتطوير في المواد.من السهل معالجة وتشكيل المواد البلاستيكية القابلة للتحلل ، ويتناقص السعر يومًا بعد يوم ، مما أدى إلى زيادة حادة في استخدام المواد البلاستيكية القابلة للتحلل في التغليف.وفقًا لتوقعات السوق والتكنولوجيا الأمريكية ، أنتجت أكثر من 40 شركة في الولايات المتحدة مواد بلاستيكية قابلة للتحلل ، بإنتاج 2.5٪ في عام 1987 ، 30000 طن ، وزادت إلى 380000 طن في عام 1992 ، بزيادة 17 مرة في خمس سنوات. .في الوقت الحاضر ، تم استخدام المواد البلاستيكية القابلة للتحلل على نطاق واسع في تغليف المواد الغذائية وصناديق الدوران وأكياس البقالة وتغليف الأدوات والتعبئة الخارجية لبعض المنتجات الميكانيكية والكهربائية في الولايات المتحدة.

في الوقت الحالي ، البوليمرات الوحيدة القابلة للتحلل الحيوي التي تم تأكيدها هي بوليستر أليفاتي صناعي حيوي ، مثل PHB و PHBV المُصنَّع عن طريق التخمير ، والبوليمرات التي تحتوي على روابط إيثرية ومجموعات بولي هيدروكسي مثل النشا والسليلوز ، بالإضافة إلى البولي أميدات الاصطناعية والبولي يوريثين والبوليمرات التي تحتوي على الأثير السندات و PVA.من بين هذه المواد البوليمرية ، البولي يوريثين ، البولي أميد ، البوليستر و PVA كلها مواد تعبئة ذات أداء جيد ، والتي تستخدم على نطاق واسع كأفلام تغليف أو حاويات تغليف أو مواد ربط.ومع ذلك ، فإن مواد التعبئة والتغليف القابلة للتحلل تمامًا لها أنواع محدودة ، وهي بعيدة كل البعد عن تلبية متطلبات العديد من تقنيات التعبئة والتغليف وخصائص حماية التغليف.PHB و PHBV و polyether ليست مفيدة جدًا بسبب انخفاض درجة انصهارها وقوتها.ومع ذلك ، فإن مواد التعبئة والتغليف التي يمكن أن تتحلل تمامًا بواسطة الكائنات الحية الدقيقة قد جذبت اهتمامًا كبيرًا من جميع البلدان بسبب ضررها التام بالبيئة ، ولا يزال تطوير هذا الجانب قيد التقدم.

إن البلاستيك البوليمر غير المكتمل القابل للتحلل (نوع النشا + البولي إيثيلين) الممزوج بالنشا ، والمعروف أيضًا باسم البلاستيك المقسم الحيوي ، هو مادة ذات بحث وتطوير سريع ، والعديد من إنجازات التصنيع ، ومن المتوقع أن تستمر في خفض التكاليف.من أجل تحسين توافق المزج بين النشا والبوليمرات ، يجب تعديل النشا.يتم تغطية سطح جسيمات النشا المعدلة بواسطة ألكيل ، مما يضعف دور الرابطة الهيدروجينية ، وبالتالي يزيد من التوافق مع البولي إيثيلين وكحول البولي فينيل والبوليمرات الأخرى.

بدأت الصين في تطوير اللدائن النشا القابلة للتحلل في أوائل الثمانينيات.حقق البلاستيك النشا الذي طوره معهد Yinghua التابع لأكاديمية Jiangxi للعلوم النجاح لأول مرة.في عام 1987 ، اجتازت التقييم وأنشأت أول خط إنتاج صغير للبلاستيك النشا في الصين.وصل أداء المنتج إلى المعيار الدولي لنفس النوع من البلاستيك.استخدمت شركة Beijing Huaxin لمنتجات الراتنجات القابلة للتحلل المحدودة النشا كمادة خام رئيسية بدلاً من بعض البولي إيثيلين كمواد خام ، ووضعت أكياس تغليف المواد الغذائية القابلة للتحلل في السوق في عام 1991.

تكمن مشكلة اللدائن القابلة للتحلل في النشا في أنه أثناء التحلل ، يكون جزء النشا فقط قابلًا للتحلل البيولوجي في وقت قصير ، بينما لا يمكن أن يكون الجزء البلاستيكي ، مثل البوليمرات مثل PK ، PS ، PVC ، وما إلى ذلك ، قابلاً للتحلل.نتيجة التحلل هي أنه على الرغم من تدهور المزيج وتدهور أدائه ، فإنه لا يزال يترك في التربة أو البيئة.سيستغرق الأمر 20 عامًا على الأقل لتحقيق التدهور الكامل والدخول إلى البيئة البيئية.لذلك ، يعد هذا نوعًا من المواد غير المكتملة القابلة للتحلل ، ويمكنه فقط أن يلعب دورًا معتدلاً في معالجة النفايات البلاستيكية ، بدلاً من المعالجة الأساسية.

تم الإبلاغ عن مواد تغليف التحلل الضوئي التي تم الحصول عليها عن طريق إضافة محسسات ضوئية.يمكن الحصول على البولي إيثيلين والبولي بروبيلين وغيرها من المواد البلاستيكية الشائعة الاستخدام عن طريق إضافة محسس ضوئي مناسب.يتم تصنيع مواد التغليف الخضراء TPR التي طورتها شركة Filltec في السويد عن طريق تركيب كربونات الكالسيوم مع مادة البولي بروبيلين المضافة مع عامل التحلل الضوئي من خلال عملية خاصة.تكوينه مشابه جدًا لقشرة البيض وهو غير ضار بالبيئة تقريبًا.يمكن تشكيلها بالحرارة ، النفخ ، التشكيل بالحقن والبثق.نظام الحماية المؤقت على نحو سلس وسلس.الأفلام ذات السماكة المختلفة تتحلل إلى مسحوق بعد 4-18 شهرًا تحت الضوء.يتم استخدامه الآن في تغليف الزبدة والآيس كريم وما إلى ذلك.

في الوقت الحالي ، لا تزال مواد التغليف بالتحلل الضوئي تعاني من المشكلات التالية: 1) التناقض بين سرعة التحلل الضوئي وأداء البوليمرات القابلة للتحلل الضوئي.إذا كانت سرعة التحلل الضوئي سريعة جدًا ، على الرغم من أنها تساعد على معالجة نفايات البلاستيك وتجميل البيئة وتقليل التلوث ، فمن الواضح أنها ضارة بأداء الخدمة وعمر الخدمة ؛2) تأثير منتجات التحلل الضوئي على البيئة البيئية ، إذا كانت منتجات التحلل الضوئي يمكن أن تستمر في الخضوع للتحلل البيولوجي ، وأخيرًا تصبح طاقة كربونية أو مواد غير ضارة تمتصها الكائنات الحية الدقيقة ، فهذا بالطبع هو الأفضل.ولكن في الواقع ، فإن البوليمرات المشتركة للإيثيلين والبروبيلين وكيتون الفينيل لديها قدرة قليلة جدًا على التحلل البيولوجي في التربة أو المجاري المائية الجوفية بعد التحلل الضوئي ، وما إذا كانت منتجات التحلل الضوئي ضارة بالبيئة البيئية أمر يستحق الدراسة أيضًا.

في الوقت الحاضر ، يتم الحصول على المواد البلاستيكية القابلة للتحلل والقابلة للتحلل الضوئي التي تدخل السوق بشكل أساسي عن طريق مزج أو تطعيم البوليمرات للأغراض العامة مثل PE و PP مع البوليمرات القابلة للتحلل مثل النشا أو السليلوز ، وإضافة محسسات ضوئية يمكن أن تحفز التحلل الضوئي.البحث والتطبيق في هذا المجال نشط للغاية.يمكن تعديل البولي كيتونات كيميائيًا بمواد مؤكسدة مثل بيروكسيد الهيدروجين وحمض البيروكسي ، وتتأكسد إلى بوليمرات تحتوي على هياكل بوليستر وبولي كيتون في نفس الوقت ، لتصبح مواد تعبئة قابلة للتحلل البيولوجي والتحلل الضوئي.يمكن استخدام البلاستيك القابل للتحلل / القابل للتحلل الضوئي الذي طوره قسم الكيمياء بجامعة لانتشو مباشرة في إنتاج صناديق الغداء وأكياس القمامة للوجبات السريعة.يستخدم محسسات ضوئية غير نشوية وعوامل قابلة للتحلل.قوتها وشفافيتها أفضل من نشا البلاستيك.إنه ذو أداء تحلل ضوئي ممتاز ويمكن أن يتشقق في غضون 50 إلى 100 يوم.يمكن أن تتدهور منتجاتها المتحللة بشكل أكبر بواسطة الكائنات الحية الدقيقة مثل العفن ، وتصبح أخيرًا مصدر الكربون للكائنات الدقيقة والعودة إلى الطبيعة.المواد الرئيسية للبلاستيك Shuang Jie التي ينتجها مصنع راتنج Guangdong Shenzhen Huipeng هي PF والنشا ، والتي يصل محتوى النشا المعدل منها إلى 70٪.يتم استخدام نفخ القوالب للتعبئة ، ويمكن أن يتحلل هذا الفيلم تحت التأثيرات البيولوجية والضوء.في السنوات الأخيرة ، عزز العديد من البلدان المعالجة العميقة وتطوير المنتجات الزراعية والجانبية من أجل تحسين الفوائد الشاملة للزراعة.أصبح استخدام المنتجات الزراعية والجانبية لإنتاج مواد تغليف بلاستيكية للأغذية صديقة للبيئة نقطة ساخنة للبحث في مجال البحث العلمي.

في الوقت الحاضر ، يتم تطبيق "الراتنج القابل للتحلل الحيوي" لاستبدال مواد التغليف البلاستيكية الموجودة على قدم وساق.الذرة غذاء لذيذ ومغذي.كما أنها تستخدم على نطاق واسع في صناعة المحليات وعلف الحيوانات.مع تقدم التكنولوجيا ، يمكن أيضًا استخدامها لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات البلاستيكية.على سبيل المثال ، "راتنج نشا الذرة" الذي تمت دراسته بنجاح في اليابان وتايوان هو نوع جديد من مواد حماية البيئة الخضراء.يتكون هذا الراتنج من الذرة عن طريق المعالجة والتلدين.أولاً ، يتم استخلاص السكر من الذرة ، بعد التخمير والتقطير ، يتم استخلاص المواد الأساسية لتصنيع البلاستيك والألياف ، ومن ثم معالجتها إلى مادة تسمى عديد حمض اللبنيك (PLA) ، وهي مادة حبيبية دقيقة يبلغ قطرها 4.57 مم فقط. .يمكن تحويلها إلى مجموعة متنوعة من المنتجات التي تستخدم لمرة واحدة ، مثل أكواب الماء ، والأكياس البلاستيكية ، وتغليف السلع ، وما إلى ذلك وفقًا للتجارب ، يمكن التخلص من مواد التغليف هذه عن طريق الحرق ، والتحلل الكيميائي الحيوي ، وأكل الحشرات ، وذلك لتجنب "اللون الأبيض". التلوث".

كانت الشركات الأجنبية متفائلة بشأن هذه المادة الجديدة لحماية البيئة.على سبيل المثال ، استخدمت شركة Coca Cola 500000 كوب يمكن التخلص منها في دورة الألعاب الأولمبية الشتوية في سولت ليك سيتي ، وكلها مصنوعة من بلاستيك الذرة.اختفى هذا النوع من الكوب في الهواء الطلق خلال 40 يومًا فقط.تقوم شركة Sony ، وهي شركة يابانية لتصنيع الأجهزة الكهربائية ، بتعبئة صواني MD بورق بلاستيكي مصنوع من الذرة لمدة عامين.العبوة الجديدة جميلة مثل العبوة السابقة ، لكنها لن تنتج التأثير السلبي لـ "المتانة".

أعلن علماء من وزارة الزراعة الأمريكية مؤخرًا أنه من المتوقع طرح مواد تغليف أغذية صديقة للبيئة جديدة.هذه المادة الجديدة مصنوعة بالكامل من الفراولة المسحوقة ، والتي تلبي متطلبات حماية البيئة وقد تحل محل بلاستيك البولي إيثيلين التقليدي كمواد تغليف أغذية جديدة.قالت تارا ماكهيو ، خبيرة أغذية من وزارة الزراعة الأمريكية ، إن مواد تغليف المواد الغذائية المطورة حديثًا لا تختلف عن المنتجات التقليدية من حيث الأداء.يمكن أيضًا أن يمنع فيلم تغليف المواد الغذائية المصنوع منه تغلغل الأكسجين ، وذلك لتحقيق تأثير حفظ الطعام.نظرًا لأن مكونات هذه المادة الجديدة تتكون أساسًا من خضروات وفواكه رديئة غير مناسبة للأكل ، فهي مادة يمكن أن تتحلل بشكل طبيعي وتفي بمتطلبات حماية البيئة.في الاختبار ، لا يمكن لطبقة التغليف المصنوعة من هذه المادة "السحرية" أن تحافظ على نضارتها فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحسين مذاق الموز والتفاح والفواكه الأخرى.قالت تارا مشوي إنه في المستقبل القريب ، لا يمكن استخدام الفراولة فقط كمواد تغليف ، ولكن أيضًا يمكن استخدام الخضروات مثل الجزر والقرنبيط كمواد تغليف.