مقدمه
محصولات پریفرم پت نام آشنایی در صنعت و تولید ابزار پلاستیکی هستند. کاربرد گسترده در کنار هزینه پایین سبب شده تا مواد پلاستیکی نقش مهم و تعیین کننده در برآورد نیازهای دنیای امروز داشته باشند. با بررسی کوتاهی کاملا می توان دریافت که مواد پلاستیکی کاربرد گسترده ای در مصارف خانگی تا صنعتی در دنیای امروز دارند. اما این همه ماجرا نیست. به طور معمول مواد پلاستیکی به دلیل یکبار مصرف بودن، علاوه بر اینکه در حجم بالایی تولید می شوند، همچنین در حجم بالایی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. همین موضوع سبب شده تا زباله های انبوه از مواد پلاستیکی در محیط زیست تجمع پیدا کنند. فرایند تجزیه آهسته و طولانی مدت این مواد سازمان های جهانی را به فکر ایجاد استانداردها و تمهیداتی در مورد نحوه تولید و مصرف مواد پلاستیکی انداخته است.
فرایند تجزیه مواد پلاستیکی و چالش های پیشرو
اگر نگاه کوتاهی به محیط اطراف خود داشته باشیم، کاملا می توانیم مشاهده کنیم که پلاستیک ها همه جا وجود دارند. به عبارتی در دنیای امروز نمی توان بدون استفاده از این مواد زندگی کرد. نکته ای که در هنگام مصرف این مواد به آن توجه نمی کنیم این است که ترکیبات پریفرم پت که مواد اولیه سازنده پلاستیک ها هستند، تا صدها سال در محیط زیست باقی می مانند. همانطور که می دانید، پریفرم ها از ماده پلیمری مذاب به نام پت و یا پلی اتیلن ترفتالات ساخته می شوند.
این ماده پلیمری به دلیل ساختار پایدار خود مقاومت بالایی در برابر عوامل تجزیه گر محیطی دارد. بنابراین اگر به این موضوع فکر می کنید که مواد پلاستیکی نسبت به سایر مواد بادوام هستند، می بایست به افزایش زباله های پلاستیکی در محیط زیست هم فکر کنید. وجود همین چالش ها سبب شده محققان به فکر تجزیه ی آنزیمی این مواد باشند. تجزیه از طریق واکنش های آنزیمی شاید با سرعت بسیار بالایی صورت گیرد، اما در عمل به دلیل هزینه بالا و دسترسی اندک کارایی نخواهد داشت.
نگاهی به استانداردهای تولید و مصرف مواد پلاستیکی پریفرم پت
استانداردها در واقع چارچوب هایی هستند که سازمان ها و جوامع را ملزم به تبعیت از قوانین مشخصی می کنند که در کنار مصرف صحیح، تا حد ممکن کمترین آسیب به محیط زیست وارد شود. سازمان ایزو از 50 سال پیش تا به الان قوانین مختلفی در رابطه با نحوه ی تولید و مصرف مواد مختلف از مواد غذایی تا مواد دارویی وضع کرده است. قوانین مربوط به هر حیطه تفاوت های چشمگیری با یکدیگر دارند. اما در یک اصل مشترک هستند و آن ایجاد کمترین آسیب به محیط زیست است. ایزو 61 به طور اختصاصی قوانین مربوط به نحوه ی تولید و مصرف مواد پلاستیکی را بیان می کند. با توجه به مصرف بی رویه مواد پلاستیکی در چند دهه اخیر اتحادیه اروپا تمهیدات سختگیرانه ای جهت استفاده از ایزو 61 در نظر گرفته است.
نگاهی به استانداردهای ایزو 61 در زمینه تولید مواد پلاستیکی
همانطور که می دانید مواد پایه ای تولید پلاستیک ها پریفرم پت می باشد. استاندارد ایزو 61 الزامات مشخصی در همه مراحل تولید پریفرم پت تا عرضه مواد پلاستیکی دارد. در ادامه با جزئیات بیشتری در مورد آن ها صحبت خواهیم کرد.
استانداردهای انتخاب مواد پایه جهت تولید پریفرم پت
به طور کلی پلی استرهای مهندسی و یا ترموپلاست ها از مواد اولیه بر پایه PBT (پلی بوتیلن ترفتالات) و PET (پلی اتیلن ترفتالات) ساخته می شوند. استفاده از این مواد در ساخت رزین ها و پریفرم پت ها باید به گونه ای باشد که پلی استر تولید شده در کنار دارا بودن خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی همچنین مقاومت بالایی در برابر ترکیبات شیمیایی داشته باشد. البته گریدهای مختلفی جهت تولید ترموپلاست ها وجود دارد به طوری که برخی با مقاومت پایین و برخی با مقاومت بالا هستند. استفاده از گرید جهت تولید مواد پلاستیکی بر اساس نوع مصرف ( خانگی یا صنعتی) متفاوت است. همچنین گریدهای مختلف بر اساس میزان مقاومت در برابر ضربه یا حرارت متفاوت هستند. در برخی مواد نحوه ی تولید پریفرم پت ها به گونه ای است که ترکیبی از گریدها مورد استفاده قرار می گیرد.
استانداردهای انتخاب مواد پایه جهت تولید بیوپلیمرها
استفاده از پلیمرهای چون پت در تولید مواد پلاستیکی علاوه بر اینکه از منظر آلودگی محیط زیست مورد توجه هستند، همچنین سبب اتمام منابع انرژی فسیلی نیز می شوند. بنابراین یکی از الزامات استاندارد ایزو 61 ملزم کردن کشورها و سازمان ها به استفاده از بیوپلیمرها است. با توجه به اینکه محصولات پریفرم پت منشاء شیمیایی دارند، استفاده از مواد بیولوژیک اندکی دور از ذهن به نظر می رسد. بیوپلیمرها در حقیقت از ترکیب مواد شیمیایی بر پایه پت و مواد بیولوژیک بر پایه ی ترکیبات معدنی می باشد. استفاده ترکیبی از این دو ماده شاید در نگاه اول قدم بزرگی در جهت کاهش آلودگی های محیطی باشد، اما نگرانی های گسترده ای در مورد نحوه کاربرد آن ها ایجاد کرده است.
استانداردهای مرتبط با هزینه های تولید و مصرف مواد پلاستیکی
به طور کلی از منظر استانداردهای ایزو مصرف کنندگان از ذینفعان اصلی هر سازمان تولیدی هستند. در حقیقت مشتری و یا مصرف کننده کلیه هزینه های تولید و عرضه هر محصولی را تقبل می کند. بنابراین میزان هزینه ایجاد شده در تولید یک محصول از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بر طبق استانداردهای ایزو61 شاخص قیمت PIE برای قیمت گذاری مواد پلاستیکی تعریف شده است. در حقیقت این شاخص نشان دهنده توسعه مواد پلاستیکی در اروپای غربی است.
این شاخص های قیمت بر اساس قیمت ماهانه ترموپلاست ها تعیین می شوند. پیروی کردن از این شاخص جهت قیمت گذاری بر روی محصولات پریفرم پت تولید شده از منظر استانداردها بسیار با اهمیت می باشد. چرا که گردش تولید و عرضه محصولات را دچار چالش نخواهد کرد. وجود چالش در قیمت هر محصولی، می تواند به مرور سبب کاهش کیفیت محصولات گردد. کاهش کیفیت محصولات پلاستیکی علاوه بر ایجاد نارضایتی همچنین میزان آسیب به محیط زیست را نیز افزایش می دهد.
کاربردهای پلاستیک
دامنه کاربرد مواد پلاستیکی بخش عظیمی از نیازهای جامعه امروز را شامل می شود که از محصولات مصرفی خانگی گرفته تا ساختمان سازی، حمل و نقل و برق و الکتریک را در بر می گیرد. با توجه به پیشرفت های رو به رشد در دنیای امروز سوالی که مطرح می شود این است که آیا پلاستیک و یا مواد بر پایه پت می توانند برای ایجاد نوآوری مفید باشند؟
پاسخ این سوال در ماده اولیه مواد پلاستیکی نهفته است. پلیمر ها به دلیل سهولت در تغییر پذیری ظرفیت بالایی برای ایجاد نوآوری و تولید محصولات جدید دارند. در مقابل ترکیبات پلیمری، ترکیبات سلولزی و بلوری که ماده اولیه سازنده کاغذ و شیشه قرار دارند. این ترکیبات به دلیل ساختار پایدار خود مقاومت بالایی برای ایجاد تغییر دارند. جالب است که بدانید در بریتانیا سالانه حجم عظیمی از پژوهش های نوآورانه در زمینه پلیمر ها و به خاص ماده پت وجود دارد. در ادامه به برخی از موارد نوآورانه در زمینه پلیمرها خواهیم پرداخت.
کاربرد در هوافضا
با توجه به ارزشمند بودن زمان در دنیای امروز حمل و نقل از اهمیت بسزایی برخوردار است. بنابراین ایجاد هر گونه نوآوری که تاثیر مثبتی بر روی افزایش سرعت انتقال داشته باشد، می تواند بسیار اثر گذار باشد. یکی از ایده های نوآورانه که می تواند تحول عظیمی در افزایش سرعت انتقال ایجاد کند، استفاده از مواد پلاستیکی سبک و در عین حال با مقاومت بالا است. کاهش وزن خودرو ها، کشتی و هواپیما ها با کاهش اصطکاک سبب کاهش چشمگیری در مصرف سوخت می شود. کاهش مصرف سوخت علاوه بر مقرون به صرفه بودن و کاهش هزینه ها همچنین سبب کاهش آلاینده های محیط زیست نیز می شود.
کاربرد مواد پلیمری پریفرم پت در سوخت و ساز
مواد پلیمری و به ویژه پریفرم پت کاربرد فراوانی در صنعت سوخت و ساز دارد. با توجه به استحکام بالای مواد پلاستیکی نسبت به وزن بسیار مقرون به صرفه بوده و حمل و نقل و نگهداری آن ها نیز با سهولت انجام می شود. یکی از خصوصیات منحصر به فرد مواد پلاستیکی که سبب کاربرد فراوان آن در صنعت شده مقاوم بودن این مواد در برابر خوردگی است. حساسیت بالای فلزات در برابر خوردگی وعوامل محیطی و شیمیایی سبب شده تا این مواد محدودیت بالایی برای استفاده در صنعت داشته باشند. این در حالی است که این محدودیت برای مواد پلاستیکی وجود ندارد.
کاربرد مواد پلیمری در توسعه صنعت الکتریکی
در دنیای امروز الکتریسیته نقش مهم و تعیین کننده در زندگی همه انسان ها بازی می کند. با بررسی ساده کاملا می توان متوجه شد که توسعه الکتریسیته بدون استفاده از پلاستیک ها غیر ممکن است. با توجه به اینکه مواد پلاستیکی عایق های قدرتمندی در برابر جریان الکتریسیته هستند، به راحتی می توانند برای انتقال آن مورد استفاده قرار بگیرند. با نگاه مختصری به محیط اطراف کاملا می توانید متوجه شوید که هر ابزار و وسیله الکتریکی از مواد پلیمری ساخته شده است. پلاستیک ها به دو دسته عمده تقسیم می شوند. دسته اول ترموپلاستیک ها هستند. یک مثال خوب از ترموپلاستیک ها پلی اتیلن می باشد.
این نوع مواد پلاستیکی پس از قالب گیری و سفت شدن مجددا می توانند ذوب شوند. به عبارتی مقاومت پایینی در برابر افزایش دما دارند. دسته دوم ترموست ها هستند. این مواد پلاستیکی پس از قالب گیری و سفت شدن مجددا ذوب نمی شوند. هر دوسته از موارد ذکر شده در صنعت الکتریکی کاربرد دارند. با توجه به تنوع جریان الکتریکی و میزان گرما ایجاد شده از هریک جهت انتقال جریان الکتریکی استفاده می شود.
استفاده از مواد پلیمری پریفرم پت در بسته بندی
با یک بررسی ساده می توان متوجه شد، پلاستیک ها ماده مناسبی برای بسته بندی هستند. مواد پلاستیکی سبک، انعطاف پذیر و بسیار بادوام هستند. فرایند بسته بندی بیشترین درصد مصرف پلاستیک را در کل جهان به خود اختصاص داده است. بسته می تواند اشکال بسیار متنوعی داشته باشد که شامل ظروف، بطری ها، فنجان، بسته بندی های فروش و بسته بندی های محافظ را شامل می شود. یکی از انواع بسته بندی ها بطری ها می باشند. بطری ها کاربرد گسترده ای در دنیا دارند که رایج ترین آن حمل و نقل مایعات به اشکال گوناگون است.
فرایند بازیافت مواد پلاستیکی بر پایه پلیمرهای پریفرم پت
یکی از نکات مهمی که شاید بسیاری از آن بی اطلاع باشند این است که همه انواع مواد پلاستیکی قابل بازیافت می باشد. اما میزان بازیافت آن ها تاثیر پذیر از عواملی چون اصول فنی، اقتصاد و لجستیک است. با توجه به سرانه ی تولید و عرضه مواد پلاستیکی می توان ادعا کرد پلاستیک ها یک منبع ارزشمند و نامحدود هستند. بنابراین با بازیافت و تبدیل آن ها به محصولات جدید سود زیادی می توان به دست آورد. به طور کلی بازیافت مواد پلاستیکی هم از منظر هزینه و تولید محصول ارزان اهمیت دارد و هم سبب کاهش آلاینده های محیط زیست می شود. به همین دلیل اخیرا بسیاری از کشور های اروپایی و آمریکایی قدم های بزرگی در جهت ارتقاء تکنولوژی بازیافت برداشته اند. طبق آمارهای جدید میزان بازیافت مواد پلاستیکی به میزان 30 تا 80 درصد در کشورهای اروپایی و آمریکایی افزایش پیدا کرده است. این آمارها در کشورهای آسیایی تا 50 درصد می باشد. در ادامه با جزئیات بیشتری در مورد این فرایند صحبت خواهیم کرد.
نگاهی به استانداردهای حوزه ی پسماند
مواد پلاستیکی که بر پایه ماده پریفرم پت هستند تحت پوشش استانداردهای ایزو قرار دارند. دستورالعمل های موجود در ایزو الزامات مشخصی را جهت انجام بازیافت مواد پلاستیکی مقرر کرده است. در این الزامات تاکید بر این است که نحوه برخورد با پسماندهای پلاستیکی می بایست همانند سایر پسماندها باشد. هدف مدیریت پسماند که در رابطه با مواد پلاستیکی است، ارتقاء سلسله مراتب بازیافت و تولید محصولات جدید از مواد بازیافتی است. این الزامات همچنین سازمان ها و مراکز تولید را تشویق به کاهش مصرف مواد پلاستیکی و استفاده مجدد می کند.
مطالب مرتبط
مزایای بازیافت مواد پلاستیکی
با توجه به اینکه پروسه تجزیه مواد پلاستیکی بسیار زمان بر و یا به عبارتی غیر ممکن است، مصرف بالای آن توسط جوامع سبب انباشته شدن مقادیر بسیار زیادی از پسماندهای پلاستیکی در حاشیه شهرها می شود. همانطور که می دانید ماده اولیه ساخت مواد پلاستیکی ترکیب شیمیایی پریفرم پت می باشد. انباشته شدن ترکیب شیمیایی صرف نظر از واکنشگر بودن و یا نبودن آن ها به مرور سبب آسیب های جدی به طبیعت و رشد گیاهان می شود. بنابراین جمع آوری مواد پلاستیکی و بازیافت آن ها علاوه بر کاهش هزینه ها سبب کاهش آسیب های محیط زیست نیز می شود. با توجه به مطالب گفته شده نگاه به پسماندهای پلاستیکی می بایست به عنوان یک منبع برای تولید باشد. در ادامه به چند مورد از مزایای بازیافت مواد پلاستیکی اشاره خواهیم کرد.
1- بازیافت مواد پلاستیکی منبع خامی از مواد اولیه را در اختیار مصارف صنعتی قرار می دهد.
2- تا حد قابل توجهی آلایندهای زیست محیطی چون دی اکسید کردن را کاهش می دهد.
3- میزان مصرف سوخت های فسیلی چون نفت را کاهش می دهد. تولید ماده اولیه مواد پلاستیکی یک نوع پلیمر به نام پت می باشد. این پلیمر طی فرایندهای تصفیه از نفت به دست می آید.
4- انسان ها می تواند تا حد قابل توجهی به الزامات سلامت محیط زیست نزدیک شوند. طی یک بررسی تخمین زده شده است که اگر همه زباله های پلاستیکی در سراسر جهان بازیافت شوند، حدود 150 تا 300 میلیون تن دی اکسید کمتری آزاد می شود.
چه نوع مواد پلاستیکی را می توان بازیافت کرد؟
همانطور که در مطالب قبل به آن اشاره شد، همه انواع مواد پلاستیکی قابلیت بازیافت دارند. فرایند بازیافت آن ها با یکدیگر متفاوت می باشد. اما دو نوع پلاستیکی که در ساختار بطری های نوشابه و بطری های شیر به کار می روند به سهولت و در سطح گسترده ای بازیافت می شوند. به فرایند بازیافت سنتی مواد پلاستیکی بازیافت مکانیکی نیز گفته می شود. در فرایند بازیافت مکانیکی ساختار شیمیایی ماده پلاستیکی تغییر نمی یابد. در این نوع بازیافت با تغییر ساختار ماده پلاستیکی محصول جدیدی ایجاد می شود. اخیر نوع جدیدی از بازیافت مورد استفاده قرار می گیرد که با نام بازیافت شیمیایی شناخته می شود. در این نوع بازیافت علاوه بر تغییر ساختار ماده پلاستیکی، همچنین ماهیت شیمیایی آن نیز تحت تاثیر قرار می گیرد. با استفاده از این نوع بازیافت می توان چند نوع مختلف از مواد پلاستیکی را ترکیب و محصول جدید ایجاد کرد.
چگونه مواد پلاستیکی بازیافتی را از انواع غیر بازیافتی تشخیص دهیم؟
با وجود اینکه فرایند بازیافت برای تمامی مواد پلاستیکی قابل استفاده است، اما برخی از مواد پلاستیکی که به صورت ترکیبی تولید شده اند، قابلیت بازیافت موثر را ندارد. البته به صورت بالقوه تمامی مواد پلاستیکی چه خالص و چه ترکیبی قابلیت بازیافت را دارند. اما در عمل میزان هزینه و نوع تکنولوژی موجود، قابلیت بازیافت تمامی مواد پلاستیکی را امکان پذیر نمی کند. با توجه به این موضوع و اهمیت تفکیک زباله های بازیافتی از انواع غیر بازیافتی، علائمی بر روی مواد پلاستیکی جهت تشخیص آسان وجود دارد. چنانچه بر روی یک ماده پلاستیکی علامت BPF وجود داشت، نشان دهنده این است که این ماده قابلیت بازیافت را دارد.
دستورالعمل جدید جهت تولید بطری های پریفرم پت
بطری های نوشابه یکی از مواد پلاستیکی هستند که از ماده اولیه پریفرم پت تولید می شود. در فرآیند ساخت این بطری ها ابتدا ماده پت که نوعی پلیمر مذاب می باشد به ماده استوانه ای شکل کوچکی به نام پریفرم تبدیل می شود. پریفرم با استفاده از ماشین بادکن تبدیل به بطری های مختلف با اشکال مختلف می شوند. همانطور که در مطالب قبل به آن اشاره شد، مصرف مواد پلاستیکی به دلیل تجزیه ناپذیر بودن سبب آسیب های جدی به محیط زیست خواهد شد. به همین دلیل اتحادیه اروپا اخیرا الزامات مربوط به جمع آوری این نوع پسامدها با دقت بسیار بالایی دنبال می کند.
یکی از الزامات در رابطه با تولید بطری های نوشیدنی متصل بودن درب و دستگیره بطری ها به آن ها می باشد. متصل بودن درب به این بطری های سبب می شود تا پراکنده شدن درب های بطری سبب اشاعه بیشتر آلودگی های محیطی نشده و فرایند جمع آوری و بازیافت آن ها با سرعت بالاتری صورت گیرد. از دیگر مزایای این نوع بطری ها سهولت استفاده از آن ها و کاهش رشد باکتری های مختلف در فضای داخلی می باشد. یکی از چالش های پیشرو جهت تولید گسترده این نوع بطری ها نحوه اتصال درب می باشد. چرا که این اتصال باید به گونه ای باشد که نوشیدن مایعات به سختی صورت نگیرد.
نتیجه گیری
مواد پلاستیکی به طور عمده از ماده پلیمری به نام پریفرم پت تولید می شوند. مواد پلاستیکی به دلیل ایجاد هزینه های پایین و کاربرد فراوان نسبت به سایر مواد تولید و عرضه بالاتری دارند. نکته مهم در این مورد این مواد عدم تجزیه پذیری آن ها می باشد. همین موضوع سبب شده تا استفاده بی رویه از مواد پلاستیکی سبب آسیب های جبران ناپذیری به محیط زیست شود. راهکارهای مختلفی جهت جمع آوری و بازیافت این مواد ارائه شده است . یکی از الزامات که اخیرا برای تولید بطری های نوشیدنی ایجاد مورد استفاده قرار می گیرد، تولید بطری هایی با درب متصل می باشد. تولید و عرضه این بطری ها علاوه بر اینکه سبب سهولت در جمع آوری و بازیافت آن ها می می شود، همچنین به صورت موثری آلودگی های محیط زیست را کاهش خواهد داد.