دلایل تخریب پلاستیک مقابل نور خورشید

حتما برای شما هم این سوال ایجاد شده است که چرا برخی از پلاستیک ها پس از قرار گرفتن در معرض نور خورشید، تخریب و دفرمه می شوند؟ برای پاسخ به سوال دلایل تخریب پلاستیک مقابل نور خورشید، ابتدا باید با ترکیبات شیمیایی و خواص آنها آشنا شویم. البته ناگفته نماند که برای افزایش مقاومت پلاستیک در مقابل نور خورشید از انواع مستربچ افزودنی استفاده می شود و برای افزودن رنگ به آن از مستربچ سفید و مستربچ رنگی استفاده می شود.

آشنایی با ترکیب شیمیایی پلاستیک ها

پلاستیک‌ها مجموعه‌ای از مواد سازنده‌ای هستند که به طور عمده از یک یا چند ترکیب شیمیایی به نام پلیمر تشکیل شده‌اند. پلیمرها زنجیره‌های طولانی و متعددی از واحدهای تکراری به نام مونومرها هستند. در ادامه، به برخی از ترکیبات شیمیایی معمول در پلاستیک‌ها اشاره خواهم کرد:

• پلی‌اتیلن (Polyethylene): پلی‌اتیلن یکی از رایج‌ترین پلاستیک‌هاست که از مونومر اتیلن تشکیل می‌شود. ساختار آن از زنجیره‌های طولانی پلیمری اتیلن تشکیل شده است. پلی‌اتیلن می‌تواند به صورت نرم یا سخت و در دماها و فشارهای مختلف تولید شود.
• پلی‌پروپیلن (Polypropylene): پلی‌پروپیلن نیز از مونومر پروپیلن تشکیل شده است. این نوع پلاستیک به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی خود، برای تولید قطعات خودرو، بسته‌بندی، لوازم خانگی و غیره استفاده می‌شود.
• پلی‌وینیل کلراید (Polyvinyl Chloride یا PVC): پلی‌وینیل کلراید یکی از پلاستیک‌های پرکاربرد است که از مونومر وینیل کلراید ساخته می‌شود. PVC مقاوم در برابر آب، آتش، مواد شیمیایی و نور خورشید است و در صنعت ساختمان‌ها، لوله‌ها، پوشش‌ها و مصنوعات الکتریکی استفاده می‌شود.
• پلی‌استایرن (Polystyrene): پلی‌استایرن از مونومر استایرن تولید می‌شود. این پلاستیک به دلیل سبکی و سختی خود، در تولید قاشق‌ها، سبد‌ها، بشقاب‌ها و نوشیدنی‌های یکبار مصرف استفاده می‌شود. همچنین، در صنعت بسته‌بندی و عایق‌ها نیز کاربرد دارد.
• پلی‌اتر (Polyester): پلی‌اترها از مونومرهایی مانند اتیلن گلیکول و ترفتالیک اسید ساخته می‌شوند. این نوع پلاستیک مقاوم در برابر رطوبت، خوردگی و تغییرات دما است. پلی‌اترها در صنعت پوشاک، الیاف و بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این ترکیبات فقط برخی از نمونه‌های پلاستیک‌ها هستند و هنوز تعداد زیادی از پلاستیک‌ها و ترکیبات شیمیایی مختلفی وجود دارند که می‌توانند در تولید پلاستیک‌ها استفاده شوند. هر نوع پلاستیک می‌تواند خواص و کاربردهای منحصر به فرد خود را داشته باشد و از مواد اولیه مختلفی ساخته شود.

پیشنهاد مطالعه: انواع تست برای محصولات مستربچ

عواملی که در تخریب پلاستیک نقش دارند

تخریب پلاستیک ممکن است تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار بگیرد. در زیر، برخی از عواملی که در تخریب پلاستیک نقش دارند را بررسی خواهیم کرد:

• نور خورشید: تابش مستقیم نور خورشید، اشعه فرابنفش خورشیدی (UV) را ایجاد می‌کند که می‌تواند پیوندهای شیمیایی در پلاستیک را شکسته و باعث تخریب آن شود. این فرایند به عنوان تجزیه فتوکاتالیتیک (Photocatalytic degradation) شناخته می‌شود.
• گرما: گرما نیز می‌تواند باعث تخریب پلاستیک شود. در دماهای بالا، پلاستیک‌ها ممکن است نرم شوند، ذوب شوند یا تجزیه شوند. این فرایند به عنوان تجزیه حرارتی (Thermal degradation) شناخته می‌شود.
• شیمیایی‌ها: برخی مواد شیمیایی مانند اسیدها، بازها، حلال‌ها و مواد شیمیایی خورنده می‌توانند با پلاستیک‌ها واکنش داشته و سبب تخریب آنها شوند. این فرایند به عنوان تجزیه شیمیایی (Chemical degradation) شناخته می‌شود.
• میکروب‌ها: برخی از میکروب‌ها می‌توانند قابلیت تجزیه پلاستیک‌ها را داشته باشند. به عنوان مثال، برخی باکتری‌ها و قارچ‌ها قادر به تجزیه پلاستیک‌هایی مانند پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) و پلی‌هیدروکسی بوتیرات (PHB) هستند.
• زمان: زمان نیز یک عامل مهم در تخریب پلاستیک است. با گذشت زمان، پلاستیک‌ها تحت تأثیر عوامل محیطی متعدد قرار می‌گیرند و شروع به تخریب می‌کنند. این فرایند به عنوان تجزیه زمانی (Time degradation) شناخته می‌شود.

مهم است به یاد داشته باشید که هر نوع پلاستیک ممکن است به صورت متفاوتی در برابر این عوامل عمل کند و میزان تحمل و مقاومت آنها نیز متفاوت است. همچنین، عوامل محیطی مختلف می‌توانند با یکدیگر تعامل کنند و تأثیرات ترکیبی بر روی تخریب پلاستیک ایجاد کنند.

نقش اشعه ماوراء بنفش در تخریب پلاستیک

اشعه ماوراء بنفش (UV) از عوامل مهمی است که در تخریب پلاستیک نقش دارد. وقتی پلاستیک‌ها به تابش مستقیم نور خورشید یا منابع دیگری که اشعه UV تولید می‌کنند، معرض قرار می‌گیرند، فرآیند تخریب آن‌ها آغاز می‌شود. اشعه UV می‌تواند پیوندهای شیمیایی در پلاستیک را شکسته و باعث تغییرات شیمیایی و فیزیکی در ساختار آن‌ها شود. تخریب پلاستیک به دلیل اثر اشعه UV به عنوان تجزیه فتوکاتالیتیک شناخته می‌شود.

در پلاستیک‌هایی که در ساختارشان گروه‌های حلقوی بندی شده (مانند پلی‌وینیل کلراید)، اشعه UV می‌تواند باعث شکستن پیوند‌های کربن-کلر و تشکیل رادیکال‌های کلر شود که ترکیبات آلی را تشکیل می‌دهند. این رادیکال‌ها می‌توانند باعث تخریب ساختار پلاستیک شوند و خواص آن را تغییر دهند.

عوامل تخریبی دیگری مانند گرما و مواد شیمیایی نیز می‌توانند با اشعه UV تعامل کنند و تسریع کننده تخریب پلاستیک باشند. به عنوان مثال، در حضور اشعه UV، تعامل پلاستیک‌ها با هوا، اکسیداسیون را تسریع می‌کند و باعث کاهش ویژگی‌های مکانیکی و ظاهری آنها می‌شود.

برای مقاومت در برابر تخریب ناشی از اشعه UV، برخی پلاستیک‌ها از افزودنی‌های محافظ استفاده می‌کنند. این افزودنی‌ها عمدتاً از گروهی به نام جذب‌کننده‌های UV تشکیل شده است که قادر به جذب اشعه UV هستند و جلوگیری از نفوذ آن به ساختار پلاستیک را فراهم می‌کنند.

انواع پلاستیک هایی که بیشتر در معرض تخریب هستند

مقاومت پلاستیک‌ها در برابر تخریب ممکن است بستگی به نوع پلاستیک، ساختار شیمیایی، و شرایط محیطی داشته باشد. اما در کل، برخی از پلاستیک‌ها بیشتر در معرض تخریب قرار می‌گیرند. به طور کلی، پلاستیک‌هایی که شامل پیوندهای شیمیایی ضعیف‌تر هستند، به راحتی تر از پلاستیک‌های دیگر تخریب می‌شوند. در زیر، برخی از انواع پلاستیک‌ها را که بیشتر در معرض تخریب قرار می‌گیرند، ذکر می‌کنم:

• پلاستیک‌های پلی‌وینیل کلراید (PVC): پلاستیک‌های PVC، به خصوص در برابر تابش UV و حرارت بالا، حساس هستند. تابش UV می‌تواند باعث تخریب پیوندهای کربن-کلر شده و در نتیجه ضعف مکانیکی و تغییر رنگ در پلاستیک PVC ایجاد کند.
• پلاستیک‌های پلی‌استر (Polyester): برخی از پلاستیک‌های پلی‌استر، مانند پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) که در بطری‌های آب معدنی و نوشابه استفاده می‌شوند، در برابر تابش UV حساس هستند. تابش UV می‌تواند باعث تغییر رنگ، کاهش مقاومت مکانیکی و شکست پیوندهای شیمیایی در این پلاستیک‌ها شود.
• پلاستیک‌های پلی‌پروپیلن (Polypropylene): پلاستیک پلی‌پروپیلن در مقابل تابش UV مقاومت کمتری دارد و ممکن است در صورت قرار گرفتن در معرض نور خورشید، تغییر رنگ و شکست شود.
• پلاستیک‌های پلی‌اتیلن (Polyethylene): برخی از پلاستیک‌های پلی‌اتیلن، به خصوص پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، در برابر نور خورشید و تابش UV مقاومت کمتری دارند. تابش UV می‌تواند باعث تغییر رنگ و ضعیف شدن پیوندهای مولکولی در این پلاستیک‌ها شود.

مهم است بدانید که این فهرست تنها برخی از مثال‌هاست و مقاومت پلاستیک‌ها در برابر تخریب به عوامل متعدد دیگری نیز وابسته است. همچنین، ترکیبات و افزودنی‌های موجود در پلاستیک می‌توانند مقاومت آن را در برابر تخریب تغییر دهند.

اثرات زیست محیطی تخریب پلاستیک

تخریب پلاستیک‌ها و تجزیه آنها در طبیعت اثرات زیست محیطی جدی دارد. در زیر، برخی از اثرات زیست محیطی تخریب پلاستیک را ذکر می‌کنم:

• آلودگی آب و خاک: پلاستیک‌های تخریب شده معمولاً به صورت ذرات کوچکتر یا میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها در محیط زیست حضور دارند. این ذرات می‌توانند به آب‌های سطحی و زیرزمینی وارد شده و خاک را آلوده کنند. این مواد آلوده کننده می‌توانند اثرات سمی بر روی جانداران آبی و خاکی داشته باشند و زنجیره غذایی را تحت تأثیر قرار دهند.
• تأثیر بر جانداران دریایی و پرندگان: میکروپلاستیک‌ها که از تخریب پلاستیک‌ها حاصل می‌شوند، می‌توانند به طور غیرمستقیم وارد زنجیره غذایی دریایی شوند. این ذرات را می‌توان در مواردی مانند مصرف توسط جانوران آبزی و پرندگان دریایی یافت. این مواد می‌توانند باعث اختلالات گوارشی، کاهش رشد و باروری، تغییرات هورمونی و افزایش مستقلات سمی در جانداران دریایی شوند.
• تأثیر بر محیط‌زیست خشک: پلاستیک‌های تخریب شده می‌توانند به صورت ذرات پراکنده در محیط‌زیست خشک وجود داشته باشند. این ذرات می‌توانند خاک را آلوده کنند و رشد گیاهان را مختل کنند. همچنین، جانداران خشک‌زیست مانند حشرات و پستانداران کوچک می‌توانند بر اثر مصرف این ذرات پلاستیکی در معرض خطرات زیست محیطی قرار گیرند.
• تأثیرات طولانی مدت: پلاستیک‌ها به دلیل مقاومت طولانی مدت خود در محیط زیست، می‌توانند مدت زمان زیادی را طی کنند و به‌طور قابل توجهی در محیط زیست باقی بمانند. این موضوع باعث تجمع و تراکم پلاستیک‌ها در محیط زیست می‌شود و تأثیرات طولانی مدت را به وجود می‌آورد.

استراتژی هایی برای به حداقل رساندن تخریب پلاستیک

به حداقل رساندن تخریب پلاستیک می‌تواند از طریق اجرای استراتژی‌های زیر انجام شود:

• کاهش مصرف پلاستیک: این استراتژی شامل کاهش مصرف پلاستیک‌های یکبار مصرف مانند بطری‌ها، ظروف غذایی و کیسه‌های پلاستیکی است. به جای آنها، می‌توان از جایگزینی با محصولات قابل بازیافت مانند بطری‌های قابل شارژ، ظروف غذایی قابل استفاده مجدد و کیسه‌های قابل بازیافت استفاده کرد.
• استفاده از روش های بازیافت پلاستیک: این استراتژی شامل جمع‌آوری و بازیافت پلاستیک‌های مصرفی است. بازیافت پلاستیکها می‌تواند به کاهش نیاز به تولید پلاستیک جدید و تخریب آنها کمک کند. برنامه‌ها و سیستم‌های بازیافت پلاستیک باید ترویج و توسعه یابند و افراد باید به شیوه صحیح جمع‌آوری و بازیافت پلاستیک‌ها آموزش داده شوند.
• توسعه پلاستیک‌های قابل تجدیدپذیر: استفاده از پلاستیک‌های قابل تجدیدپذیر که از منابع طبیعی مانند نیشکر، ذرت و سایر منابع گیاهی تولید می‌شوند، می‌تواند به کاهش وابستگی به منابع نفتی و کاهش تخریب زیست محیطی کمک کند.
• توسعه فناوری‌های جدید: تحقیق و توسعه در زمینه فناوری‌های جدید برای تجزیه و تخریب پلاستیک‌ها می‌تواند به کاهش تأثیرات زیست محیطی آنها کمک کند. برخی از فناوری‌ها شامل تجزیه زیستی، پیروزی و چرخه حیات پلاستیک‌ها هستند.
• تشویق به استفاده از محصولات قابل بازیافت: اصلاح قوانین و مقررات برای تشویق تولیدکنندگان به استفاده از مواد قابل بازیافت و محصولات قابل بازیافت می‌تواند نقش مهمی در کاهش تخریب پلاستیک و افزایش استفاده از مواد قابل بازیافت داشته باشد.
• آگاهی‌بخشی و آموزش: آگاهی‌بخشی و آموزش جامعه درباره اثرات زیست محیطی تخریب پلاستیک و اهمیت کاهش مصرف و بازیافت آنها می‌تواندر ادامه بازیافت پلاستیک، بهبود سیستم‌های جمع‌آوری و بازیافت پلاستیک، ارتقاء زیرساخت‌های بازیافت و توسعه فناوری‌های جدید می‌تواند به افزایش آگاهی و تعهد جامعه نسبت به به حداقل رساندن تخریب پلاستیک کمک کند.

همچنین، تعاون بین دولت، صنعت، سازمان‌های غیرانتفاعی و جامعه مدنی در اجرای استراتژی‌های به حداقل رساندن تخریب پلاستیک از اهمیت بالایی برخوردار است. تشکیل شراکت‌های مستحکم و همکاری در سطوح مختلف می‌تواند به تحقق اهداف مشترک در کاهش تخریب پلاستیک کمک کند.

در نهایت، لازم به ذکر است که به حداقل رساندن تخریب پلاستیک نیازمند تدابیر گسترده و هماهنگ از سوی افراد، سازمان‌ها، صنعت و دولت است. ترکیب استراتژی‌های فوق و اعمال تغییرات در سطح فردی و سازمانی می‌تواند به محیط زیست و حفظ منابع طبیعی کمک کرده و به حداقل رساندن تخریب پلاستیک و توسعه پایدار کمک کند.

نوآوری در پلاستیک های پایدار

نوآوری در زمینه پلاستیک‌های پایدار می‌تواند به حداقل رساندن تخریب زیست محیطی و تأثیرات منفی آنها کمک کند. در زیر، تعدادی از نوآوری‌های مهم در این زمینه را بررسی می‌کنیم:

• پلاستیک‌های قابل تجدیدپذیر: توسعه و استفاده از پلاستیک‌هایی که از منابع طبیعی و قابل تجدیدپذیر مانند نیشکر، ذرت و سایر منابع گیاهی تولید می‌شوند، به جای پلاستیک‌های مبتنی بر منابع نفتی، می‌تواند به کاهش وابستگی به منابع غیرقابل تجدیدپذیر و کاهش تخریب زیست محیطی کمک کند.
• پلاستیک‌های قابل تجزیه زیستی: توسعه پلاستیک‌هایی که در شرایط تجزیه زیستی قرار می‌گیرند و در نهایت به مواد طبیعی و بی‌خطر تبدیل می‌شوند، می‌تواند به کاهش تجمع زباله‌های پلاستیکی در محیط زیست کمک کند. این پلاستیک‌ها می‌توانند در برخی کاربردها مانند بطری‌ها و بسته‌بندی‌ها استفاده شوند.
• پلاستیک‌های بازیافتی: توسعه پلاستیک‌هایی که می‌توان آنها را بار دیگر بازیافت و به محصولات جدید تبدیل کرد، به کاهش مصرف مواد اولیه و تخریب زیست محیطی کمک می‌کند. این نوع پلاستیک‌ها معمولاً شامل مواد بازیافتی است که از پلاستیک‌های قابل بازیافت قبلی استخراج می‌شوند.
• پلاستیک‌های قابل شارژ: پلاستیک‌هایی که قابلیت شارژ مجدد دارند و قابل استفاده مجدد هستند، می‌توانند مصرف پلاستیک‌های یکبار مصرف را به حداقل برسانند. مثال‌هایی از این نوع پلاستیک‌ها شامل بطری‌های قابل شارژ و ظروف غذایی قابل استفاده مجدد هستند.
• پلاستیک‌های بیولوژیکی: توسعه پلاستیک‌هایی که توسط میکروب‌ها و آفت‌کش‌های طبیعی تجزیه می‌شوند و به مواد طبیعی و بی‌خطر تبدیل می‌شوند، می‌تواند به کاهش تخریب زیست محیطی کمک کند. این پلاستیک‌ها معمولاً می‌توانند در برخی کاربردهای کشاورزی و بسته‌بندی استفاده شوند.
• طراحی بهینه: طراحی محصولات پلاستیکی با تمرکز بر بهینه‌سازی مصرف مواد، کاهش اندازه و وزن محصولات، افزایش عمر مفید و قابلیت بازیافت، می‌تواند به کاهش تولید زباله‌های پلاستیکی و تخریب زیست محیطی کمک کند.
• آموزش و اطلاع‌رسانی: آموزش و افزایش آگاهی مصرف‌کنندگان درباره استفاده صحیح و دورانداختن مناسب پلاستیک‌ها می‌تواند به کاهش آلودگی زیست محیطی مرتبط با پلاستیک کمک کند.
• قوانین و مقررات: تنظیم و اجرای قوانین و مقررات مربوط به مدیریت پسماند پلاستیکی، بازیابی و بازیافت پلاستیک‌ها و تشویق به استفاده از پلاستیک‌های پایدار، نقش مهمی در کاهش تخریب زیست محیطی پلاستیک‌ها دارد.

این نوآوری‌ها و تکنولوژی‌ها در حال توسعه و پیشرفت هستند و به طور مداوم تحقیقات و تلاش‌های جدید در جهت بهبود پلاستیک‌های پایدار انجام می‌شود. با ادامه پژوهش‌ها و پیشرفت‌های فناوری، امیدوارم که بتوانیم مشکلات محیط زیست مرتبط با پلاستیک را به حداقل برسانیم و به یک جامعه پایدارتر و سازگارتر با محیط زیست دست یابیم.