مواد پلیمری زیست تخریب پذیر بر پایه نشاسته
نشاسته یک پلیمر طبیعی است که به طور همزمان دارای مزایا و معایب بیشماری می‌باشد. برخی از پلیمرهای مصنوعی زیست تخریب پذیر هستند و می توانند به راحتی ساخته شوند. بنابراین، با ترکیب پلیمرهای مصنوعی و نشاسته، پلیمرهای کاملا زیست تخریب پذیر بر پایه نشاسته تولید میشوند که کاربردهای بیشماری در زمینه‌های پزشکی و محیط زیست دارند.
به همین منظور این مبحث مورد توجه و بررسی گسترده‌ای قرار گرفته است. پلیمرهای صنعتی به طور گسترده‌ای پس از زمان هرمان اشتاودینگر در انواع فعالیت‌های انسانی مورد استفاده قرار گرفته اند. این ماکرو ملکول‌های مصنوعی معمولا از مواد نفتی مشتق شده که نوع مرسوم آنها غیر قابل تجزیه میباشند. در هر حال، منابع نفتی ما محدود بوده و استفاده از پلیمرهای غیر قابل تجزیه، مشکلات جدی زیست محیطی را ایجاد کرده اند.
علاوه بر این، این نوع پلیمر‌ها برای استفاده‌های موقتی (در پزشکی) چون نخ بخیه مناسب نیستند. بدین ترتیب، مواد پلیمری که قابل تجزیه و یا به عبارتی زیست تخریب پذیر بوده از دهه ۱۹۷۰ به بعد مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. هر دو پلیمرهای طبیعی و مصنوعی که پیوند‌های ناپایدار هیدرولیتیکی یا آنزیمی دارند، قابل تجزیه میباشند. از جمله مزایا پلیمرهای مصنوعی می‌توان به دسته دسته بودن و یکنواختی آنها اشاره نمود. با این وجود، این پلیمر‌ها بسیار گران می باشند که این قضیه به ما یادآوری میکند که بر پلیمرهای طبیعی تمرکز کرده که ذاتا زیست تخریب پذیر بوده و میتوانند کاربردهای زیادی داشته باشند.
از میان پلیمرهای طبیعی، نشاسته مورد توجه زیادی قرار گرفته است. این پلیمر از دی اکسید کربن و آب از طریق فتوسنتز در گیاهان احیا میشود و به دلیل کاملا زیست تخریب پذیر بودن، هزینه کم و قابلت بازسازی آن، میتواند به عنوان جایگزین مناسبی در توسعه مواد پایدار مورد استفاده قرار گیرد. تلاش‌های زیادی برای توسعه پلیمرهای بر پایه نشاسته انجام شده است تا از این طریق منابع پتروشیمی حفظ شده و آسیب کمتری به محیط زیست وارد شود.
در صنایع غذایی و بسته بندی مواد غذایی پلیمرهای زیست تخریب پذیر بر پایه نشاسته کاربرد فراوانی دارند. بسته بندی کردن مواد غذایی دارای چندین عملکرد مهم می باشد که از جمله آنها به محافظت از ماده غذایی، حفظ ویژگی‌های حسی، ظاهری و کیفیت ماده غذایی و کاهش ضایعات غذایی می‌توان اشاره نمود. بسته بندی‌های قدیمی ظروف مانند رزین کد ۴ (LDPE) دارای مشکلات آلودگی محیط زیست و تجزیه پذیری در طبیعت می باشند. پلیمرهای زیست تخریب پذیر بر پایه نشاسته ای که در ظروف یکبار مصرف گیاهی کاربرد دارند، جایگزین مناسبی برای بسته بندی مواد غذایی و غلبه بر این معایب و حفظ مزایا بسته بندی‌های قدیمی می باشند.
مواد پلیمری بر پایه نشاسته توسعه یافته در مقاله فوق مورد بررسی قرار گرفته است به طوری که خواص مکانیکی بیشتری داشته باشد و از نفوذ ذرات پلیمری و افزودنی‌ها در غذا جلوگیری کند. ورق‌هایی که با استفاده از این پلیمرهای نشاسته به دست می‌آیند ، بی‌بو، بی‌مزه، بی‌رنگ، غیر سمی و زیست تخریب پذیر می باشند. آنها در رطوبت نسبی کم به اکسیژن تقریبا نفوذناپذیر بوده و برای بسته بندی‌های مواد غذایی توصیه میشوند. علاوه بر این، نشاسته توسط بخار آب به فوم پلی استایرن تبدیل میشود که میتواند به عنوان ماده بسته بندی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین میتواند به صورت سینی فشرده و یا ظروف یکبار مصرف گیاهی تبدیل شده که در آب حل شده و به یک محلول غیر سمی در آب که در محیط میکروبی مورد استفاده قرار میگیرند، تبدیل شود. واضح است که پلیمرهای زیست تخریب پذیر نشاسته برای صنایع غذایی جذاب بوده و در آینده پیشرفت چشمگیری خواهند داشت.
مقاله فوق، ساختار، ویژگی‌های نشاسته و برخی از پلیمرهای تجزیه پذیر مصنوعی را به طور خلاصه معرفی می کند. سپس، پیشرفت‌های اخیر در مورد آماده سازی این نوع پلیمر زیست تخریب پذیر از طریق اصلاح و ترکیب شیمیایی و فیزیکی بررسی و مورد بحث قرار خواهد داد. در آخر، چند نمونه کاربردی ذکر می شود تا نشان بدهد که این نوع پلیمرهای ترکیبی، کاربردهای متفاوتی داشته و استفاده و توسعه آن به عنوان یک راه حل مناسب برای کاهش مصرف منابع نفتی و محیط زیستی است. مطالعه این مقاله همچنین میتواند برای ساخت و بهبود فرمول تولید ظروف یکبار مصرف گیاهی مفید واقع شود.
