บทความรู้

จริง ๆ แล้วพลาสติกย่อยสลายได้คืออะไรกันแน่

Advance BIO มีคำตอบ 

15646.jpg

จริง ๆ แล้วพลาสติกย่อยสลายได้ คืออะไรกันแน่ Advance BIO มีคำตอบ เทคโนโลยีการผลิตพลาสติกในปัจจุบันนี้ ได้ถูกพัฒนาจากในอดีตมากนัก ด้วยมีการเติมสารเติมแต่ง เข้าไปในกระบวนการผลิตพลาสติก ทำให้ได้พลาสติกที่มีคุณสมบัติตามที่เราต้องการ เช่น พลาสติกที่มีคุณสมบัติย่อยสลายได้ ซึ่งพลาสติกย่อยสลายได้ ถูกผลิตขึ้นเพื่อทดแทนการใช้พลาสติกทั่วไป

พลาสติกย่อยสลายได้ เกิดจากการพัฒนาผลิตภัณฑ์พลาสติกให้สามารถย่อยสลายได้ โดยการออกแบบพลาสติกให้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมี เมื่อพลาสติกเจอกับสภาพแวดล้อมต่าง ๆ เช่น กรด ด่าง น้ำ ออกซิเจน แสงแดด แรงปะทะจากน้ำฝนและแรงลม รวมถึงเอนไซม์ในจุลินทรีย์ จึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมี แล้วกลายสภาพเป็นสารที่ถูกดูดซึมและย่อยสลายต่อได้อย่างสมบูรณ์โดยจุลินทรีย์ ทำให้ได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ สารอินทรีย์ และมวลชีวภาพ ในท้ายที่สุดก็กลายเป็นอาหารของจุลินทรีย์ในธรรมชาตินั่นเอง

สำหรับกลไกการย่อยสลายของพลาสติกย่อยสลายได้แบ่งออกเป็น 5 ประเภทด้วยกัน

  1. การย่อยสลายได้โดยแสง (Photodegradation)

การย่อยสลายโดยแสงมักเกิดจากการเติมสารเติมแต่งที่มีความว่องไวต่อแสงลงในพลาสติกหรือสังเคราะห์โคพอลิเมอร์ให้มีหมู่ฟังก์ชันหรือพันธะเคมีที่ไม่แข็งแรง แตกหักง่ายภายใต้รังสี (UV) เช่น หมู่คีโตน (Ketone group) อยู่ในโครงสร้าง เมื่อสารหรือหมู่ฟังก์ชันดังกล่าวสัมผัสกับรังสียูวีจะเกิดการแตกของพันธะกลายเป็นอนุมูลอิสระ (Free radical) ซึ่งไม่เสถียร จึงเข้าทำปฏิกิริยาต่ออย่างรวดเร็วที่พันธะเคมีบนตำแหน่งคาร์บอนในสายโซ่พอลิเมอร์ ทำให้เกิดการขาดของสายโซ่ แต่การย่อยสลายนี้จะไม่เกิดขึ้นภายในบ่อฝังกลบขยะ กองคอมโพสท์ หรือสภาวะแวดล้อมอื่นที่มืด เนื่องจากพลาสติกจะไม่ได้สัมผัสกับรังสียูวีโดยตรง

  1. การย่อยสลายทางกล (Mechanical Degradation)

โดยการให้แรงกระทำแก่ชิ้นพลาสติกทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกแตกออกเป็นชิ้น ซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้โดยทั่วไปในการทำให้พลาสติกแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ

  1. การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidative Degradation)

การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของพลาสติก เป็นปฏิกิริยาการเติมออกซิเจนลงในโมเลกุลของพอลิเมอร์ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เองในธรรมชาติอย่างช้า ๆ โดยมีออกซิเจน และความร้อน แสงยูวี หรือแรงทางกลเป็นปัจจัยสำคัญ เกิดเป็นสารประกอบไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (hydroperoxide, ROOH) ในพลาสติกที่ไม่มีการเติม สารเติมแต่งที่ทำหน้าที่เพิ่มความเสถียร (stabilizing additive) แสงและความร้อนจะทำให้ ROOH แตกตัวกลายเป็นอนุมูลอิสระ RO และ OH) ที่ไม่เสถียรและเข้าทำปฏิกิริยาต่อที่พันธะเคมีบนตำแหน่งคาร์บอนในสายโซ่พอลิเมอร์ ทำให้เกิดการแตกหักและสูญเสียสมบัติเชิงกลอย่างรวดเร็ว แต่ด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่ได้รับการวิจัยและพัฒนาขึ้นในปัจจุบันทำให้พอลิโอเลฟินเกิดการย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนได้เร็วขึ้นภายในช่วงเวลาที่กำหนด โดยการเติมสารเติมแต่งที่เป็นเกลือของโลหะทรานสิชัน ซึ่งทำหน้าที่คะตะลิสต์เร่งการแตกตัวของสารประกอบไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (Hydroperoxpide, ROOH) เป็นอนุมูลอิสระ (Free radical) ทำให้สายโซ่พอลิเมอร์เกิดการแตกหักและสูญเสียสมบัติเชิงกลรวดเร็วยิ่งขึ้น

  1. การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydrolytic Degradation)

การย่อยสลายของพอลิเมอร์ที่มีหมู่เอสเทอร์ หรือเอไมด์ เช่น แป้ง พอลิเอสเทอร์ พอลิแอนไฮดรายด์ พอลิคาร์บอเนต และพอลิยูริเทน ผ่านปฏิกิริยาก่อให้เกิดการแตกหักของสายโซ่พอลิเมอร์ ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ประเภทที่ใช้คะตะลิสต์ (Catalytic hydrolysis) และไม่ใช้คะตะลิสต์ (Non-Catalytic Hydrolysis) ซึ่งประเภทแรกยังแบ่งออกได้เป็น 2 แบบคือ แบบที่ใช้คะตะลิสต์จากภายนอกโมเลกุลของพอลิเมอร์เร่งให้เกิดการย่อยสลาย (External Catalytic Degradation) และแบบที่ใช้คะตะลิสต์จากจากภายในโมเลกุลของพอลิเมอร์เองในการเร่งให้เกิดการย่อยสลาย (Internal catalytic degradation) โดยคะตะลิสต์จากภายนอกมี 2 ชนิด คือ คะตะลิสต์ที่เป็นเอนไซม์ต่าง ๆ (Enzyme) เช่น Depolymerase lipase esterase และ glycohydrolase ในกรณีนี้จัดเป็นการย่อยสลายทางชีวภาพ และคะตะลิสต์ที่ไม่ใช่เอนไซม์ (Non-enzyme) เช่น โลหะแอลคาไลด์ (alkaline metal) เบส (base) และกรด(acid) ที่มีอยู่ในสภาวะแวดล้อมในธรรมชาติ ในกรณีนี้จัดเป็นการย่อยสลายทางเคมี สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสแบบที่ใช้คะตะลิสต์จากภายในโมเลกุลของพอลิเมอร์นั้นใช้หมู่คาร์บอกซิล(Carboxyl Group) ของหมู่เอสเทอร์ หรือเอไมด์บริเวณปลายของสายโซ่พอลิเมอร์ในการเร่งปฏิกิริยาการย่อยสลายผ่าปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

  1. การย่อยสลายทางชีวภาพ (Biodegradation)

การย่อยสลายของพอลิเมอร์จากการทำงานของจุลินทรีย์โดยทั่วไปมีกระบวนการ 2 ขั้นตอน เนื่องจากขนาดของสายพอลิเมอร์ยังมีขนาดใหญ่และไม่ละลายน้ำ ในขั้นตอนแรกของของการย่อยสลายจึงเกิดขึ้นภายนอกเซลล์โดยการปลดปล่อยเอ็นไซม์ของจุลินทรีย์ซึ่งเกิดได้ทั้งแบบใช้ endo-enzyme หรือ เอนไซม์ที่ทำใหเกิดการแตกตัวของพันธะภายในสายโซ่พอลิเมอร์อย่างไม่เป็นระเบียบ และแบบ exo-enzyme หรือเอนไซม์ที่ทำให้เกิดการแตกหักของพันธะทีละหน่วยจากหน่วยซ้ำที่เล็กที่สุดที่อยู่ด้านปลายของสายโซ่พอลิเมอร์ เมื่อพอลิเมอร์แตกตัวจนมีขนาดเล็กพอจะแพร่ผ่านผนังเซลล์เข้าไปในเซลล์ และเกิดการย่อยสลายต่อในขั้นตอนที่ 2 ได้ผลิตภัณฑ์ในขั้นตอนสุดท้าย (ultimate biodegradation) คือ พลังงาน และสารประกอบขนาดเล็กที่เสถียรในธรรมชาติ (Mineralization) เช่น แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สมีเทน น้ำ เกลือ แร่ธาตุต่าง ๆ และมวลชีวภาพ (biomass)

จากกลไกการย่อยสลายของพลาสติกทั้ง 5 ประเภทนี้เป็นขั้นตอนของการเตรียมพลาสติกให้แตกตัวเป็นโมเลกุลเล็ก ๆ เพื่อนำไปสู่การย่อยสลายพลาสติกได้อย่างสมบูรณ์ และแอดวานซ์ไบโอก็เป็นผลิตภัณฑ์พลาสติกย่อยสลายได้ที่เหมาะสมกับวิถีชีวิตของคนไทยเป็นอย่างมาก ด้วยเป็นพลาสติกย่อยสลายได้ที่มีราคาย่อมเยา และมีสินค้าให้เลือกใช้อย่างหลากหลาย ทั้ง แก้วน้ำย่อยสลาย ฝาแก้วย่อยสลาย กล่องย่อยสลาย ช้อนส้อมย่อยสลาย หลอดย่อยสลาย ถุงหูหิ้วย่อยสลาย และถุงขยะย่อยสลาย เป็นต้น ถ้ารักษ์โลกก็เลือกใช้พลาสติกย่อยสลายได้จากแอดวานซ์ไบโอนะคะ

 
ผู้เขียน :