พลาสติกย่อยสลายได้ คืออะไร?

พลาสติกย่อยสลายได้ คืออะไร?

พลาสติกย่อยสลายได้ คืออะไร? คือ พลาสติกย่อยสลายได้ เกิดจากการพัฒนาผลิตภัณฑ์พลาสติกให้สามารถย่อยสลายได้ โดยการออกแบบพลาสติกให้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมี เมื่อพลาสติกเจอกับสภาพแวดล้อมต่าง ๆ เช่น

  • กรด ด่าง
  • น้ำ
  • ออกซิเจน
  • แสงแดด

รวมไปถึงแรงปะทะจากน้ำฝนและแรงลม รวมถึงเอนไซม์ในจุลินทรีย์ จึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีแล้วกลายสภาพเป็นสารที่ถูกดูดซึมและย่อยสลายต่อได้อย่างสมบูรณ์โดยจุลินทรีย์ ทำให้ได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ สารอินทรีย์ และมวลชีวภาพและในท้ายที่สุดก็กลายเป็นอาหารของจุลินทรีย์ในธรรมชาตินั่นเอง

สำหรับกลไกการย่อยสลายของพลาสติกย่อยสลายได้แบ่งออกเป็น 5 ประเภทด้วยกันคือ

  1. การย่อยสลายได้โดยแสง ( Photodegradation )

การย่อยสลายโดยแสงมักเกิดจากการเติมสารเติมแต่งที่มีความว่องไวต่อแสงลงในพลาสติกหรือสังเคราะห์โคพอลิเมอร์ให้มีหมู่ฟังก์ชันหรือพันธะเคมีที่ไม่แข็งแรง แตกหักง่ายภายใต้รังสี (UV) เช่น หมู่คีโตน (Ketone group) อยู่ในโครงสร้างเมื่อสารหรือหมู่ฟังก์ชันดังกล่าวสัมผัสกับรังสียูวีจะเกิดการแตกของพันธะกลายเป็นอนุมูลอิสระ (Free radical) ซึ่งไม่เสถียร จึงเข้าทำปฏิกิริยาต่ออย่างรวดเร็วที่พันธะเคมีบนตำแหน่งคาร์บอนในสายโซ่พอลิเมอร์

ทำให้เกิดการขาดของสายโซ่ แต่การย่อยสลายนี้จะไม่เกิดขึ้นภายในบ่อฝังกลบขยะ กองคอมโพสท์ หรือสภาวะแวดล้อมอื่นที่มืด เนื่องจากพลาสติกจะไม่ได้สัมผัสกับรังสียูวีโดยตรง

2. การย่อยสลายทางกล (Mechanical Degradation)

โดยการให้แรงกระทำแก่ชิ้นพลาสติกทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกแตกออกเป็นชิ้นซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้โดยทั่วไปในการทำให้พลาสติกแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ

3. การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidative Degradation)

การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของพลาสติก เป็นปฏิกิริยาการเติมออกซิเจนลงในโมเลกุลของพอลิเมอร์ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เองในธรรมชาติอย่างช้า ๆ โดยมีออกซิเจน และความร้อน แสงยูวี หรือแรงทางกลเป็นปัจจัยสำคัญเกิดเป็นสารประกอบไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (hydroperoxide, ROOH) ในพลาสติกที่ไม่มีการเติม

สารเติมแต่งที่ทำหน้าที่เพิ่มความเสถียร (stabilizing additive) แสงและความร้อนจะทำให้ ROOH แตกตัวกลายเป็นอนุมูลอิสระ RO และ OH) ที่ไม่เสถียรและเข้าทำปฏิกิริยาต่อที่พันธะเคมีบนตำแหน่งคาร์บอนในสายโซ่พอลิเมอร์ ทำให้เกิดการแตกหักและสูญเสียสมบัติเชิงกลอย่างรวดเร็ว

แต่ด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่ได้รับการวิจัยและพัฒนาขึ้นในปัจจุบันทำให้พอลิโอเลฟินเกิดการย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนได้เร็วขึ้นภายในช่วงเวลาที่กำหนดโดยการเติมสารเติมแต่งที่เป็นเกลือของโลหะทรานซิชั่น

ซึ่งทำหน้าที่คะตะลิสต์เร่งการแตกตัวของสารประกอบไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (Hydroperoxpide, ROOH) เป็นอนุมูลอิสระ (Free radical) ทำให้สายโซ่พอลิเมอร์เกิดการแตกหักและสูญเสียสมบัติเชิงกลรวดเร็วยิ่งขึ้น

4. การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydrolytic Degradation)

การย่อยสลายของพอลิเมอร์ที่มีหมู่เอสเทอร์ หรือเอไมด์ เช่น แป้ง พอลิเอสเทอร์ พอลิแอนไฮดรายด์ พอลิคาร์บอเนต และพอลิยูริเทน ผ่านปฏิกิริยาก่อให้เกิดการแตกหักของสายโซ่พอลิเมอร์ ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสที่เกิดขึ้น

โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

  • แบบที่ใช้คะตะลิสต์จากภายนอกโมเลกุลของพอลิเมอร์เร่งให้เกิดการย่อยสลาย (External Catalytic Degradation)
  • และแบบที่ใช้คะตะลิสต์จากจากภายในโมเลกุลของพอลิเมอร์เองในการเร่งให้เกิดการย่อยสลาย (Internal catalytic degradation)

โดยคะตะลิสต์จากภายนอกก็ยังแบ่งออกมามี 2 ชนิด คือ

  • ที่ใช้คะตะลิสต์ (Catalytic hydrolysis)
  • ไม่ใช้คะตะลิสต์ (Non-Catalytic Hydrolysis)

คะตะลิสต์ที่เป็นเอนไซม์ต่าง ๆ (Enzyme) เช่น Depolymerase lipase esterase และ glycohydrolase ในกรณีนี้จัดเป็นการย่อยสลายทางชีวภาพ คะตะลิสต์ที่ไม่ใช่เอนไซม์ (Non-enzyme) เช่น โลหะแอลคาไลด์ (alkaline metal) เบส (base) และกรด(acid) ที่มีอยู่ในสภาวะแวดล้อมในธรรมชาติ ในกรณีนี้จัดเป็นการย่อยสลายทางเคมี

สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสแบบที่ใช้คะตะลิสต์จากภายในโมเลกุลของพอลิเมอร์นั้นใช้หมู่คาร์บอกซิล(Carboxyl Group) ของหมู่เอสเทอร์ หรือเอไมด์บริเวณปลายของสายโซ่พอลิเมอร์ในการเร่งปฏิกิริยาการย่อยสลายผ่าปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

5.การย่อยสลายทางชีวภาพ (Biodegradation)

การย่อยสลายของพอลิเมอร์จากการทำงานของจุลินทรีย์โดยทั่วไปมีกระบวนการ 2 ขั้นตอน เนื่องจากขนาดของสายพอลิเมอร์ยังมีขนาดใหญ่และไม่ละลายน้ำในขั้นตอนแรกของของการย่อยสลายจึงเกิดขึ้นภายนอกเซลล์โดยการปลดปล่อยเอ็นไซม์ของจุลินทรีย์ซึ่งเกิดได้ทั้ง

  • แบบใช้ endo-enzyme หรือ เอนไซม์ที่ทำใหเกิดการแตกตัวของพันธะภายในสายโซ่พอลิเมอร์อย่างไม่เป็นระเบียบ
  • และแบบ exo-enzyme หรือเอนไซม์ที่ทำให้เกิดการแตกหักของพันธะทีละหน่วยจากหน่วยซ้ำที่เล็กที่สุดที่อยู่ด้านปลายของสายโซ่พอลิเมอร์เมื่อพอลิเมอร์แตกตัวจนมีขนาดเล็กพอจะแพร่ผ่านผนังเซลล์เข้าไปในเซลล์

และเกิดการย่อยสลายต่อในขั้นตอนที่ 2 ได้ผลิตภัณฑ์ในขั้นตอนสุดท้าย

(ultimate biodegradation) คือ พลังงาน และสารประกอบขนาดเล็กที่เสถียรในธรรมชาติ (Mineralization) เช่น

  • แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
  • แก๊สมีเทน
  • น้ำ
  • เกลือ
  • แร่ธาตุต่าง ๆ
  • และมวลชีวภาพ (biomass)

จากกลไกการย่อยสลายของพลาสติกทั้ง 5 ประเภทนี้เป็นขั้นตอนของการเตรียมพลาสติกให้แตกตัวเป็นโมเลกุลเล็ก ๆ เพื่อนำไปสู่การย่อยสลายพลาสติกได้อย่างสมบูรณ์

และadvancebioก็เป็นผลิตภัณฑ์พลาสติกย่อยสลายได้ที่เหมาะสมกับวิถีชีวิตของคนไทยเป็นอย่างมาก ด้วยเป็นพลาสติกย่อยสลายได้ที่มีราคาย่อมเยาว์

และมีสินค้าให้เลือกใช้อย่างหลากหลาย ทั้ง

หากท่านไหนสนใจบรรจุภัณฑ์รักษ์โลกก็เลือกใช้พลาสติกย่อยสลายได้จาก advancebio นะคะ

และต้องขอขอบคุณข้อมูลข่าวสารจาก

https://www.mtec.or.th/bio-plastic/plastics-degradation/degradable-plastic-type.html