نستخدم حاليًا مواد خام لأفلام التغليف المرنة، وهي في الأساس مواد غير قابلة للتحلل. ورغم التزام العديد من الدول والشركات بتطوير المواد القابلة للتحلل، إلا أن هذه المواد المستخدمة في التغليف المرن لم تُستبدل بعد بالإنتاج واسع النطاق. ومع تزايد اهتمام الدولة بحماية البيئة، أصدرت العديد من المقاطعات والمدن قيودًا على استخدام البلاستيك، بل وفرضت قوانين "حظر البلاستيك" في بعض المناطق. لذلك، يُعد الفهم الصحيح للمواد القابلة للتحلل بالنسبة لشركات التغليف المرن استخدامًا جيدًا لهذه المواد، لتحقيق مبدأ التغليف الأخضر المستدام.
يشير تدهور البلاستيك إلى الظروف البيئية (درجة الحرارة والرطوبة والأكسجين وما إلى ذلك)، حيث يشهد بنيته تغييرات كبيرة وعملية فقدان الأداء.
تتأثر عملية التحلل بالعديد من العوامل البيئية. ووفقًا لآلية تحللها، يُمكن تقسيم البلاستيك القابل للتحلل إلى: بلاستيك قابل للتحلل الضوئي، وبلاستيك قابل للتحلل الحيوي، وبلاستيك قابل للتحلل الضوئي، وبلاستيك قابل للتحلل الكيميائي. ويُقسم البلاستيك القابل للتحلل الحيوي إلى بلاستيك قابل للتحلل الحيوي بالكامل، وبلاستيك غير قابل للتدمير الحيوي بالكامل.
1. البلاستيك القابل للتحلل الضوئي
يشير مصطلح البلاستيك القابل للتحلل الضوئي إلى تفاعل تحلل المادة البلاستيكية تحت أشعة الشمس، حيث تفقد المادة قوتها الميكانيكية بعد فترة من التعرض لأشعة الشمس، وتتحول إلى مسحوق، وقد يتحلل بعضها ميكروبيًا، ويدخل في الدورة البيئية الطبيعية. بعبارة أخرى، بعد تدمير السلسلة الجزيئية للبلاستيك القابل للتحلل الضوئي بطريقة الكيمياء الضوئية، يفقد البلاستيك قوته وهشاشته، ثم يتحول إلى مسحوق بفعل التآكل الطبيعي، ويدخل التربة، ويعود إلى الدورة البيولوجية تحت تأثير الكائنات الحية الدقيقة.
2. البلاستيك القابل للتحلل الحيوي
يُعرَّف التحلل الحيوي عمومًا بأنه عملية التحول الكيميائي للمركبات من خلال عمل الإنزيمات الحيوية أو التحلل الكيميائي الناتج عن الكائنات الحية الدقيقة. وفي هذه العملية، قد يحدث أيضًا التحلل الضوئي، والتحلل المائي، والتحلل التأكسدي، وتفاعلات أخرى.
آلية البلاستيك القابل للتحلل الحيوي هي: تحويل مادة البوليمر بواسطة البكتيريا أو إنزيم الهيدروليز إلى ثاني أكسيد الكربون، والميثان، والماء، والأملاح المعدنية غير العضوية، وبلاستيك جديد. بمعنى آخر، البلاستيك القابل للتحلل الحيوي هو بلاستيك يتحلل بفعل الكائنات الحية الدقيقة الطبيعية، مثل البكتيريا، والعفن (الفطريات)، والطحالب.
البلاستيك المثالي القابل للتحلل الحيوي هو مادة بوليمرية ذات أداء ممتاز، قابلة للتحلل الكامل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة البيئية، لتتحول في النهاية إلى جزء من دورة الكربون في الطبيعة. أي أن التحلل إلى المستوى التالي من الجزيئات يمكن أن يتحلل أو تمتصه البكتيريا الطبيعية، وهكذا.
ينقسم مبدأ التحلل الحيوي إلى نوعين: الأول هو التحلل البيوفيزيائي، حيث تهاجم الميكروبات مواد البوليمر بعد تآكلها، ونتيجةً للنمو البيولوجي، تُضعف مكونات البوليمر، وتُؤينها، وتُقسم إلى أجزاء أوليغومر. يبقى التركيب الجزيئي للبوليمر ثابتًا، وتتغير الوظيفة البيوفيزيائية للبوليمر أثناء عملية التحلل. أما النوع الثاني فهو التحلل البيوكيميائي، ويحدث نتيجةً للتأثير المباشر للكائنات الدقيقة أو الإنزيمات، حيث يتحلل البوليمر أو يُؤكسد إلى جزيئات صغيرة، وصولًا إلى التحلل النهائي لثاني أكسيد الكربون والماء. ويُصنف هذا النمط من التحلل ضمن أنماط التحلل البيوكيميائي.
2. التحلل البيولوجي للبلاستيك
البلاستيك القابل للتحلل الحيوي، والمعروف أيضًا باسم البلاستيك المنهار، هو نظام مركب من البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي والبلاستيك العام، مثل النشا والبولي أوليفين، والتي يتم دمجها في شكل معين ولا تتحلل تمامًا في البيئة الطبيعية وقد تسبب تلوثًا ثانويًا.
3. البلاستيك القابل للتحلل الحيوي بالكامل
وفقًا لمصادرها، هناك ثلاثة أنواع من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي بالكامل: البوليمر ومشتقاته، والبوليمر الصناعي الميكروبي، والبوليمر الصناعي الكيميائي. حاليًا، يُعدّ البلاستيك النشوي المركب الأكثر استخدامًا في مواد التغليف المرنة.
4. البلاستيك الطبيعي القابل للتحلل الحيوي
البلاستيك الطبيعي القابل للتحلل الحيوي هو بلاستيك البوليمر الطبيعي، وهو مواد قابلة للتحلل الحيوي مُحضرة من مواد بوليمرية طبيعية مثل النشا والسليلوز والكيتين والبروتين. يأتي هذا النوع من المواد من مصادر متنوعة، وهو قابل للتحلل الحيوي تمامًا، وهو منتج آمن وغير سام.
بناءً على تدهور الطرق المختلفة، وكذلك في أجزاء مختلفة من الطلب، نحتاج الآن إلى هوية العميل للمواد القابلة للتحلل الحيوي وهي التحلل الكامل والتحلل ومكب النفايات أو السماد، وتتطلب تحلل المواد البلاستيكية الموجودة للمواد مثل ثاني أكسيد الكربون والماء والأملاح غير العضوية المعدنية، يمكن امتصاصها بسهولة بواسطة الطبيعة أو إعادة تدويرها مرة أخرى بواسطة الطبيعة.
وقت النشر: ١٤ يوليو ٢٠٢٢