البلاستيك الحيوي

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 20 صور
الموسوعة الحرة
أدوات بلاستيكية قابلة للتحلل
غلاف الزهور مصنوع من مزيج PLA-Bio-Flex

البلاستيك الحيوي هو مواد بلاستيكية يتم إنتاجها من مصادر الكتلة الحيوية المتجددة . تاريخيًا ، كان البلاستيك الحيوي المصنوع من مواد طبيعية مثل اللك أو السليلوز هو أول أنواع البلاستيك. منذ نهاية القرن التاسع عشر، حلت محلها بشكل متزايد المواد البلاستيكية المصنوعة من الوقود الأحفوري المشتقة من البترول أو الغاز الطبيعي ( لا تعتبر الكتلة الحيوية المتحجرة متجددة في وقت قصير معقول). اليوم، في سياق الاقتصاد الحيوي والاقتصاد الدائري ، يكتسب البلاستيك الحيوي اهتمامًا مرة أخرى. يتم مزج البوليمرات التقليدية القائمة على البترول بشكل متزايد مع البلاستيك الحيوي لتصنيع منتجات بلاستيكية "مُعزاة حيويًا" أو "متوازنة الكتلة" - لذلك قد يكون من الصعب تحديد الفرق بين البلاستيك الحيوي والبلاستيك الآخر. [1]

يمكن إنتاج البلاستيك الحيوي من خلال:


تتمثل إحدى مزايا البلاستيك الحيوي في استقلاله عن الوقود الأحفوري كمادة خام، وهو مورد محدود وموزع بشكل غير متساوٍ عالميًا ومرتبط بسياسات البترول والتأثيرات البيئية . يمكن للبلاستيك الحيوي الاستفادة من مواد النفايات غير المستخدمة سابقًا (مثل القش ورقائق الخشب ونشارة الخشب ونفايات الطعام ). تُظهر دراسات تحليل دورة الحياة أنه يمكن تصنيع بعض البلاستيك الحيوي ببصمة كربونية أقل من نظيراتها الأحفورية، على سبيل المثال عند استخدام الكتلة الحيوية كمواد خام وأيضًا لإنتاج الطاقة. ومع ذلك، فإن عمليات البلاستيك الحيوي الأخرى أقل كفاءة وتؤدي إلى بصمة كربونية أعلى من البلاستيك الأحفوري. [4] [5] [6] [7]

يعتمد ما إذا كان أي نوع من البلاستيك قابلًا للتحلل أو غير قابل للتحلل (متين) على بنيته الجزيئية، وليس على ما إذا كانت الكتلة الحيوية التي تشكل المادة الخام متحجرة أم لا. يوجد كل من البلاستيك الحيوي المتين، مثل البولي إيثيلين تيريفثالات الحيوي أو البولي إيثيلين الحيوي (نظائر حيوية للبولي إيثيلين تيريفثالات والبولي إيثيلين القائم على الوقود الأحفوري )، والبلاستيك الحيوي القابل للتحلل، مثل حمض البوليلكتيك ، أو سكسينات البولي بوتيلين ، أو ألكانوات البولي هيدروكسي ، [8] . [9] [10] يجب إعادة تدوير البلاستيك الحيوي على غرار البلاستيك القائم على الوقود الأحفوري لتجنب التلوث البلاستيكي ؛ يتناسب البلاستيك الحيوي "المُتاح" (مثل البولي إيثيلين الحيوي) مع تيارات إعادة التدوير الحالية. من ناحية أخرى، يفرض إعادة تدوير البلاستيك الحيوي القابل للتحلل الحيوي في تيارات إعادة التدوير الحالية تحديات إضافية، حيث قد يزيد من تكلفة الفرز ويقلل من العائد وجودة المواد المعاد تدويرها. ومع ذلك، فإن التحلل البيولوجي ليس هو المسار الوحيد المقبول للتخلص من البلاستيك الحيوي القابل للتحلل البيولوجي في نهاية العمر، وغالبًا ما يكون إعادة التدوير الميكانيكي والكيميائي هو الخيار المفضل من وجهة نظر بيئية. [11]

قد توفر القدرة على التحلل البيولوجي مسارًا لنهاية العمر في تطبيقات معينة، مثل نشارة الخشب الزراعية، لكن مفهوم التحلل البيولوجي ليس واضحًا كما يعتقد الكثيرون. تعتمد قابلية التحلل البيولوجي بشكل كبير على البنية الأساسية الكيميائية للبوليمر، والبلاستيك الحيوي المختلف له هياكل مختلفة، وبالتالي لا يمكن افتراض أن البلاستيك الحيوي في البيئة سوف يتحلل بسهولة. وعلى العكس من ذلك، يمكن أيضًا تصنيع البلاستيك القابل للتحلل البيولوجي من الوقود الأحفوري. [4] [12]

اعتبارًا من عام 2018، مثلت المواد البلاستيكية الحيوية ما يقرب من 2% من إنتاج البلاستيك العالمي (>380 مليون طن). [13] في عام 2022، كانت أهم أنواع المواد البلاستيكية الحيوية تجاريًا هي PLA والمنتجات القائمة على النشا . [14] مع استمرار البحث في المواد البلاستيكية الحيوية والاستثمار في شركات المواد البلاستيكية الحيوية والتدقيق المتزايد على المواد البلاستيكية القائمة على الوقود الأحفوري، أصبحت المواد البلاستيكية الحيوية أكثر هيمنة في بعض الأسواق، بينما يتزايد إنتاج المواد البلاستيكية الأحفورية أيضًا بشكل مطرد.

تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية

يُعرّف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية البوليمر الحيوي على النحو التالي:

بوليمر حيوي مشتق من الكتلة الحيوية أو صادر عن مونومرات مشتقة من الكتلة الحيوية، والذي يمكن تشكيله عن طريق التدفق في مرحلة ما من معالجته إلى منتجات نهائية.

ملاحظة 1 : يستخدم البلاستيك الحيوي عمومًا على أنه عكس البوليمر المشتق من الموارد الأحفورية.
ملاحظة 2 : البلاستيك الحيوي مضلل لأنه يشير إلى أن أي بوليمر مشتق من الكتلة الحيوية صديق للبيئة .
ملاحظة 3 : لا ينصح باستخدام مصطلح "البلاستيك الحيوي". استخدم تعبير "البوليمر الحيوي".
ملاحظة 4 : لا يعني البوليمر الحيوي المشابه للبوليمر البترولي أي تفوق فيما يتعلق بالبيئة ما لم تكن مقارنة تقييمات دورة الحياة لكل منهما مواتية. [15]

التطبيقات المقترحة

المنتجات المعبأة المصنوعة من البلاستيك الحيوي والبلاستيك القابل للتحلل الحيوي

توجد تطبيقات تجارية قليلة للبلاستيك الحيوي. وتظل التكلفة والأداء مشكلة. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك إيطاليا، حيث أصبحت الأكياس البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي إلزامية للمتسوقين منذ عام 2011 مع إدخال قانون محدد. [16] وبخلاف المواد البنيوية، يتم تطوير البلاستيك الحيوي الكهروكيميائي الذي يعد بحمل التيار الكهربائي . [17]

تُستخدم المواد البلاستيكية الحيوية في العناصر التي تُستخدم مرة واحدة، مثل مواد التعبئة والتغليف ، والأواني الفخارية، وأدوات المائدة، والأواني، والأوعية، والقش. [18]

تتوفر البوليمرات الحيوية كطلاءات للورق بدلاً من الطلاءات البتروكيماوية الأكثر شيوعًا. [19]

تُعرف المواد البلاستيكية الحيوية التي تُسمى بالبلاستيك الحيوي القابل للحقن بأنها متطابقة كيميائيًا مع نظيراتها من الوقود الأحفوري ولكنها مصنوعة من موارد متجددة. تشمل الأمثلة البولي إيثيلين الحيوي ، والبولي إيثيلين تيرفثاليت الحيوي ، والبروبيلين الحيوي ، والبولي بروبيلين الحيوي ، [20] والنايلون الحيوي. [21] [22] [23] من السهل تنفيذ المواد البلاستيكية الحيوية القابلة للحقن من الناحية الفنية، حيث يمكن استخدام البنية التحتية الحالية. [24] يسمح المسار الحيوي المخصص بإنتاج منتجات لا يمكن الحصول عليها من خلال التفاعلات الكيميائية التقليدية ويمكنه إنشاء منتجات لها خصائص فريدة ومتفوقة، مقارنة بالبدائل القائمة على الوقود الأحفوري. [23]

أنواع

البلاستيك الحيوي القائم على السكاريد

البلاستيكات القائمة على النشا

تعبئة الفول السوداني المصنوع من البلاستيك الحيوي (النشا البلاستيكي الحراري)

يمثل النشا البلاستيكي الحراري البلاستيك الحيوي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، ويشكل حوالي 50 في المائة من سوق البلاستيك الحيوي. [25] يمكن صنع فيلم البلاستيك الحيوي النشا البسيط في المنزل عن طريق تحويل النشا إلى هلام وصب المحلول . [26] النشا النقي قادر على امتصاص الرطوبة ، وبالتالي فهو مادة مناسبة لإنتاج كبسولات الأدوية من قبل قطاع الأدوية. ومع ذلك، فإن البلاستيك الحيوي القائم على النشا النقي هش. يمكن أيضًا إضافة مواد ملينة مثل الجلسرين والجليكول والسوربيتول بحيث يمكن أيضًا معالجة النشا بالحرارة. [27] يمكن تخصيص خصائص البلاستيك الحيوي الناتج (يُسمى أيضًا "النشا البلاستيكي الحراري") وفقًا لاحتياجات محددة عن طريق ضبط كميات هذه المواد المضافة. يمكن استخدام تقنيات معالجة البوليمر التقليدية لمعالجة النشا وتحويله إلى بلاستيك حيوي، مثل البثق والقولبة بالحقن والقولبة بالضغط والصب بالمحلول. [27] تتأثر خصائص البلاستيك الحيوي النشا إلى حد كبير بنسبة الأميلوز / الأميلوبكتين . بشكل عام، ينتج عن النشا عالي الأميلوز خصائص ميكانيكية متفوقة. [28] ومع ذلك، فإن النشا عالي الأميلوز لديه قابلية معالجة أقل بسبب درجة حرارة الجلتنة الأعلى [29] ولزوجة الذوبان الأعلى. [30]

غالبًا ما يتم مزج البلاستيك الحيوي القائم على النشا مع البوليستر القابل للتحلل الحيوي لإنتاج مخاليط النشا / حمض البوليكتيك، [31] النشا / بولي كابرولاكتون [32] أو النشا / إيكوفليكس [33] (بولي بوتيلين أديبات-كو-تيريفثالات المنتجة بواسطة شركة باسف [34] ). تُستخدم هذه المخاليط في التطبيقات الصناعية وهي قابلة للتحلل أيضًا. طور منتجون آخرون، مثل روكيت ، مخاليط أخرى من النشا / البولي أوليفين . هذه المخاليط ليست قابلة للتحلل الحيوي، ولكنها ذات بصمة كربونية أقل من البلاستيك القائم على البترول المستخدم في نفس التطبيقات. [35]

النشا رخيص، ومتوفر، ومتجدد. [36]

تُصنع الأفلام القائمة على النشا (تستخدم في الغالب لأغراض التعبئة والتغليف) بشكل أساسي من النشا المخلوط بالبوليستر البلاستيكي الحراري لتشكيل منتجات قابلة للتحلل البيولوجي والتحويل إلى سماد. تُستخدم هذه الأفلام على وجه التحديد في تغليف السلع الاستهلاكية من أغلفة المجلات والأفلام الفقاعية. في تغليف المواد الغذائية ، تُستخدم هذه الأفلام كأكياس للمخابز أو الفواكه والخضروات. تُستخدم أكياس التسميد مع هذه الأفلام في التجميع الانتقائي للنفايات العضوية. [36] علاوة على ذلك، يمكن استخدام الأفلام القائمة على النشا كورق. [37] [38]

تمت دراسة المركبات النانوية القائمة على النشا على نطاق واسع، حيث أظهرت خصائص ميكانيكية محسنة، واستقرارًا حراريًا، ومقاومة للرطوبة، وخصائص حاجز الغاز. [39]

البلاستيكات القائمة على السليلوز

نفطة تغليف مصنوعة من أسيتات السليلوز ، وهي مادة بلاستيكية حيوية

تتكون البلاستيكات الحيوية السليلوزية بشكل أساسي من إسترات السليلوز (بما في ذلك أسيتات السليلوز والنيتروسليولوز ) ومشتقاتها، بما في ذلك السليولويد .

يمكن أن يتحول السليلوز إلى مادة بلاستيكية حرارية عند تعديله على نطاق واسع. ومن الأمثلة على ذلك أسيتات السليلوز، وهي مادة باهظة الثمن وبالتالي نادرًا ما تستخدم في التغليف. ومع ذلك، يمكن للألياف السليلوزية المضافة إلى النشويات تحسين الخواص الميكانيكية ونفاذية الغاز ومقاومة الماء نظرًا لكونها أقل حبًا للماء من النشا. [36]

البلاستيكات القائمة على البروتين

تطوير غلاف الكازين الصالح للأكل في وزارة الزراعة الأمريكية [40]

يمكن تصنيع البلاستيك الحيوي من البروتينات من مصادر مختلفة. على سبيل المثال، يظهر جلوتين القمح والكازين خصائص واعدة كمواد خام لبوليمرات قابلة للتحلل البيولوجي المختلفة. [41]

بالإضافة إلى ذلك، يتم النظر إلى بروتين الصويا كمصدر آخر للبلاستيك الحيوي. تم استخدام بروتينات الصويا في إنتاج البلاستيك لأكثر من مائة عام. على سبيل المثال، كانت ألواح هيكل سيارة فورد الأصلية مصنوعة من البلاستيك القائم على فول الصويا. [42]

توجد صعوبات في استخدام البلاستيك القائم على بروتين الصويا بسبب حساسيته للماء وتكلفته المرتفعة نسبيًا. لذلك، فإن إنتاج مخاليط من بروتين الصويا مع بعض البوليستر القابل للتحلل البيولوجي المتوفر بالفعل يحسن حساسية الماء والتكلفة. [43]

بعض البوليسترات الأليفاتية

تتكون البوليسترات الحيوية الأليفاتية بشكل أساسي من بولي هيدروكسي ألكانوات ( PHAs ) مثل بولي 3 هيدروكسي بيوتيرات (PHB) وبولي هيدروكسي فاليرات (PHV) وبولي هيدروكسي هكسانوات (PHH).

حمض البوليكتيك (PLA)

غشاء نشارة مصنوع من مزيج من حمض البوليلاكتيك (PLA) - مرن حيوي

حمض البولي لاكتيك (PLA) هو بلاستيك شفاف يتم إنتاجه من الذرة [44] أو سكر العنب . ظاهريًا، فهو مشابه للبلاستيك الكتلي التقليدي القائم على البتروكيماويات مثل PS . وهو مشتق من النباتات، ويتحلل بيولوجيًا في ظل ظروف التسميد الصناعي. لسوء الحظ، فإنه يُظهر قوة تأثير أقل، ومتانة حرارية، وخصائص حاجزة (تمنع نقل الهواء عبر الغشاء) مقارنة بالبلاستيك غير القابل للتحلل البيولوجي. [45] يأتي PLA ومخاليط PLA عمومًا في شكل حبيبات. يستخدم PLA على نطاق محدود لإنتاج الأفلام والألياف والحاويات البلاستيكية والأكواب والزجاجات. PLA هو أيضًا النوع الأكثر شيوعًا من خيوط البلاستيك المستخدمة في نمذجة الترسيب المندمج المنزلي في الطابعات ثلاثية الأبعاد.

بولي-3-هيدروكسي بيوتيرات

البوليمر الحيوي بولي-3-هيدروكسي بيوتيرات (PHB) هو بوليستر يتم إنتاجه بواسطة بعض البكتيريا التي تعالج الجلوكوز أو نشا الذرة [46] أو مياه الصرف الصحي. [47] خصائصه مماثلة لتلك الخاصة بالبولي بروبيلين البتروبلاستيكي (PP). إنتاج PHB آخذ في الازدياد. على سبيل المثال، قررت صناعة السكر في أمريكا الجنوبية توسيع إنتاج PHB إلى نطاق صناعي. يتميز PHB في المقام الأول بخصائصه الفيزيائية. يمكن معالجته في فيلم شفاف بنقطة انصهار أعلى من 130 درجة مئوية، وهو قابل للتحلل البيولوجي بدون بقايا.

بوليهيدروكسي ألكانوات

بولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) هي بوليسترات خطية يتم إنتاجها في الطبيعة عن طريق التخمير البكتيري للسكر أو الدهون . يتم إنتاجها بواسطة البكتيريا لتخزين الكربون والطاقة. في الإنتاج الصناعي، يتم استخراج البوليستر وتنقيته من البكتيريا عن طريق تحسين ظروف تخمير السكر. يمكن دمج أكثر من 150 مونومرًا مختلفًا داخل هذه العائلة لإعطاء مواد ذات خصائص مختلفة للغاية. بولي هيدروكسي ألكانوات أكثر ليونة وأقل مرونة من المواد البلاستيكية الأخرى، كما أنها قابلة للتحلل البيولوجي. يتم استخدام هذه المواد البلاستيكية على نطاق واسع في الصناعة الطبية.

بولي أميد 11

PA 11 هو بوليمر حيوي مشتق من الزيت الطبيعي. يُعرف أيضًا باسم Rilsan B التجاري، ويتم تسويقه بواسطة شركة Arkema . ينتمي PA 11 إلى عائلة البوليمرات التقنية وهو غير قابل للتحلل البيولوجي. خصائصه مماثلة لخصائص PA 12 ، على الرغم من انخفاض انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري واستهلاك الموارد غير المتجددة أثناء إنتاجه. كما أن مقاومته الحرارية متفوقة على مقاومة PA 12. يتم استخدامه في التطبيقات عالية الأداء مثل خطوط وقود السيارات وأنابيب الفرامل الهوائية وأغطية الكابلات الكهربائية المضادة للنمل الأبيض وأنابيب النفط والغاز المرنة وسرائر السوائل المتحكمة والأحذية الرياضية ومكونات الأجهزة الإلكترونية والقسطرة.

مادة بلاستيكية مماثلة هي البولي أميد 410 (PA 410)، المشتق بنسبة 70% من زيت الخروع ، تحت الاسم التجاري EcoPaXX، والذي يتم تسويقه بواسطة DSM. [48] PA 410 هو بولي أميد عالي الأداء يجمع بين فوائد نقطة الانصهار العالية (حوالي 250 درجة مئوية)، وامتصاص الرطوبة المنخفض والمقاومة الممتازة للمواد الكيميائية المختلفة.

البولي إيثيلين المشتق بيولوجيًا

إن المادة الأساسية ( المونومر ) للبولي إيثيلين هي الإيثيلين. والإيثيلين مشابه كيميائيًا للإيثانول، ويمكن استخلاصه منه، والذي يمكن إنتاجه عن طريق تخمير المواد الخام الزراعية مثل قصب السكر أو الذرة. والبولي إيثيلين المشتق بيولوجيًا مطابق كيميائيًا وفيزيائيًا للبولي إيثيلين التقليدي - فهو لا يتحلل بيولوجيًا ولكن يمكن إعادة تدويره. وتزعم مجموعة المواد الكيميائية البرازيلية براسكيم أن استخدام طريقتها في إنتاج البولي إيثيلين من الإيثانول المستخرج من قصب السكر يلتقط (يزيل من البيئة) 2.15 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من البولي إيثيلين الأخضر المنتج.

المواد الخام المعدلة وراثيا

وبما أن الذرة المعدلة وراثيا تشكل مادة خام شائعة، فليس من المستغرب أن يتم تصنيع بعض البلاستيك الحيوي منها.

تحت تقنيات تصنيع البلاستيك الحيوي يوجد نموذج "مصنع النبات"، والذي يستخدم المحاصيل المعدلة وراثيًا أو البكتيريا المعدلة وراثيًا لتحسين الكفاءة.

بولي هيدروكسي يوريثين

يؤدي تكثيف البوليامينات والكربونات الحلقية إلى إنتاج البولي هيدروكسي يوريثان. [49] وعلى عكس البولي يوريثين المتشابك التقليدي، فإن البولي هيدروكسي يوريثان المتشابك قابل لإعادة التدوير وإعادة المعالجة من خلال تفاعلات الكارباميل الديناميكية. [50]

البوليمرات المشتقة من الدهون

تم تصنيع عدد من فئات البلاستيك الحيوي من الدهون والزيوت المشتقة من النباتات والحيوانات. [51] تم تطوير البولي يوريثين [ 52] [53] البوليستر [ 54] راتنجات الإيبوكسي [55] وعدد من الأنواع الأخرى من البوليمرات بخصائص مماثلة للمواد القائمة على النفط الخام. فتح التطور الأخير لعملية تحويل الأوليفينات مجموعة واسعة من المواد الخام للتحويل الاقتصادي إلى مونومرات حيوية وبوليمرات. [56] مع الإنتاج المتزايد للزيوت النباتية التقليدية بالإضافة إلى الزيوت المشتقة من الطحالب الدقيقة منخفضة التكلفة ، [57] هناك إمكانات هائلة للنمو في هذا المجال.

في عام 2024، قدم لامانا وآخرون هلاميات زيتية تعتمد على إيثيل السليلوز والزيوت النباتية باعتبارها بلاستيكًا حيويًا جديدًا، يُسمى أوليو بلاست. [58] يُظهر هذا البلاستيك الحيوي سلوكًا ترموبلاستيكيًا، مما يوفر إمكانية إعادة التدوير والتحلل البيولوجي. تشمل المزايا الرئيسية لأوليو بلاست القدرة على تخصيص خصائصه الميكانيكية والفيزيائية، بالإضافة إلى توافقه مع تقنيات المعالجة المختلفة، مثل القولبة بالحقن ، والضغط الساخن، والبثق ، وتصنيع الخيوط المندمجة .

التأثير البيئي

زجاجات مصنوعة من أسيتات السليلوز العضوية

تُستخدم مواد مثل النشا والسليلوز والخشب والسكر والكتلة الحيوية كبديل لموارد الوقود الأحفوري لإنتاج البلاستيك الحيوي؛ وهذا يجعل إنتاج البلاستيك الحيوي نشاطًا أكثر استدامة مقارنة بإنتاج البلاستيك التقليدي. [59] [60] غالبًا ما يكون التأثير البيئي للبلاستيك الحيوي محل نقاش، حيث توجد العديد من المقاييس المختلفة لـ "الخضرة" (على سبيل المثال، استخدام المياه، واستخدام الطاقة، وإزالة الغابات، والتحلل البيولوجي، وما إلى ذلك). [61] [62] [63] وبالتالي يتم تصنيف التأثيرات البيئية للبلاستيك الحيوي إلى استخدام الطاقة غير المتجددة وتغير المناخ والتغذية المفرطة والتحمض . [64] يقلل إنتاج البلاستيك الحيوي بشكل كبير من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري ويقلل من استهلاك الطاقة غير المتجددة. [59] ستتمكن الشركات في جميع أنحاء العالم أيضًا من زيادة الاستدامة البيئية لمنتجاتها باستخدام البلاستيك الحيوي [65]

على الرغم من أن البلاستيك الحيوي يوفر طاقة غير متجددة أكثر من البلاستيك التقليدي وينبعث منه غازات دفيئة أقل مقارنة بالبلاستيك التقليدي، إلا أن البلاستيك الحيوي له أيضًا تأثيرات بيئية سلبية مثل التغذية الزائدة والتحمض. [64] يحفز البلاستيك الحيوي إمكانات تغذية زائدة عن البلاستيك التقليدي. [64] يتسبب إنتاج الكتلة الحيوية أثناء ممارسات الزراعة الصناعية في تسرب النترات والفوسفات إلى المسطحات المائية؛ وهذا يسبب التغذية الزائدة، وهي العملية التي يكتسب فيها المسطح المائي ثراءً مفرطًا من العناصر الغذائية. [64] تشكل التغذية الزائدة تهديدًا لموارد المياه في جميع أنحاء العالم لأنها تسبب ازدهار الطحالب الضارة التي تخلق مناطق ميتة من الأكسجين، مما يؤدي إلى قتل الحيوانات المائية. [66] كما تزيد البلاستيك الحيوي من الحموضة. [64] كما أن الزيادة الكبيرة في التغذية الزائدة والتحمض التي يسببها البلاستيك الحيوي ناتجة أيضًا عن استخدام الأسمدة الكيماوية في زراعة المواد الخام المتجددة لإنتاج البلاستيك الحيوي. [59]

تشمل التأثيرات البيئية الأخرى للبلاستيك الحيوي ممارسة سمية بيئية بشرية وبرية أقل وإمكانات مسببة للسرطان مقارنة بالبلاستيك التقليدي. [64] ومع ذلك، يمارس البلاستيك الحيوي سمية بيئية مائية أعلى من المواد التقليدية. [64] تزيد البلاستيك الحيوي والمواد الحيوية الأخرى من استنفاد الأوزون في طبقة الستراتوسفير مقارنة بالبلاستيك التقليدي؛ وهذا نتيجة لانبعاثات أكسيد النيتروز أثناء تطبيق الأسمدة أثناء الزراعة الصناعية لإنتاج الكتلة الحيوية. [64] تزيد الأسمدة الاصطناعية من انبعاثات أكسيد النيتروز خاصة عندما لا يحتاج المحصول إلى كل النيتروجين. [67] تشمل التأثيرات البيئية البسيطة للبلاستيك الحيوي السمية من خلال استخدام المبيدات الحشرية على المحاصيل المستخدمة في صنع البلاستيك الحيوي. [59] يتسبب البلاستيك الحيوي أيضًا في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من مركبات الحصاد. [59] تشمل التأثيرات البيئية البسيطة الأخرى ارتفاع استهلاك المياه لزراعة الكتلة الحيوية وتآكل التربة وخسائر الكربون في التربة وفقدان التنوع البيولوجي ، وهي في الأساس نتيجة لاستخدام الأراضي المرتبط بالبلاستيك الحيوي. [64] يؤدي استخدام الأراضي لإنتاج البلاستيك الحيوي إلى فقدان احتجاز الكربون وزيادة تكاليف الكربون مع تحويل الأراضي عن استخداماتها الحالية [68]

على الرغم من أن البلاستيك الحيوي مفيد للغاية لأنه يقلل من استهلاك الموارد غير المتجددة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، إلا أنه يؤثر سلبًا على البيئة من خلال استهلاك الأراضي والمياه، واستخدام المبيدات الحشرية والأسمدة، والتغذية الزائدة والتحمض؛ وبالتالي فإن تفضيل المرء إما للبلاستيك الحيوي أو البلاستيك التقليدي يعتمد على ما يعتبره المرء التأثير البيئي الأكثر أهمية. [59]

هناك مشكلة أخرى تتعلق بالبلاستيك الحيوي، وهي أن بعض أنواع البلاستيك الحيوي تُصنع من أجزاء صالحة للأكل من المحاصيل. وهذا يجعل البلاستيك الحيوي يتنافس مع إنتاج الغذاء لأن المحاصيل التي تنتج البلاستيك الحيوي يمكن استخدامها أيضًا لإطعام الناس. [69] وتسمى هذه البلاستيكات الحيوية "الجيل الأول من البلاستيك الحيوي الخام". تستخدم البلاستيكات الحيوية الخام من الجيل الثاني المحاصيل غير الغذائية (المواد الخام السليلوزية) أو المواد المهدرة من الجيل الأول من البلاستيك الخام (مثل الزيوت النباتية المستهلكة). تستخدم البلاستيكات الحيوية الخام من الجيل الثالث الطحالب كمواد خام. [70]

التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي

وسادة هوائية للتغليف مصنوعة من مزيج PLA-Bio-Flex

التحلل البيولوجي لأي بلاستيك هو عملية تحدث عند واجهة صلبة / سائلة حيث تقوم الإنزيمات في الطور السائل بتفكيك الطور الصلب. [71] بعض أنواع البلاستيك الحيوي وكذلك البلاستيك التقليدي الذي يحتوي على إضافات قادرة على التحلل البيولوجي. [72] البلاستيك الحيوي قادر على التحلل البيولوجي في بيئات مختلفة وبالتالي فهو مقبول أكثر من البلاستيك التقليدي. [73] تحدث قابلية التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي في ظل ظروف بيئية مختلفة بما في ذلك التربة والبيئات المائية والسماد. [73] يؤثر كل من بنية وتكوين البوليمر الحيوي أو المركب الحيوي على عملية التحلل البيولوجي، وبالتالي فإن تغيير التركيب والبنية قد يزيد من قابلية التحلل البيولوجي. [73] التربة والسماد كظروف بيئية أكثر كفاءة في التحلل البيولوجي بسبب تنوعها الميكروبي العالي. [73] لا يعمل التسميد على تحلل البلاستيك الحيوي بكفاءة فحسب، بل يقلل أيضًا بشكل كبير من انبعاث الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي. [73] يمكن تحسين قابلية التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي في بيئات السماد عن طريق إضافة المزيد من السكر القابل للذوبان وزيادة درجة الحرارة. [73] من ناحية أخرى، تتمتع بيئات التربة بتنوع كبير من الكائنات الحية الدقيقة مما يجعل من السهل حدوث التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي. [73] ومع ذلك، يحتاج البلاستيك الحيوي في بيئات التربة إلى درجات حرارة أعلى ووقت أطول للتحلل البيولوجي. [73] تتحلل بعض المواد البلاستيكية الحيوية بشكل أكثر كفاءة في المسطحات المائية والأنظمة البحرية؛ ومع ذلك، فإن هذا يسبب خطرًا على النظم البيئية البحرية والمياه العذبة. [73] ومن ثم فمن الدقيق أن نستنتج أن التحلل البيولوجي للبلاستيك الحيوي في المسطحات المائية مما يؤدي إلى موت الكائنات المائية والمياه غير الصحية يمكن ملاحظته كأحد التأثيرات البيئية السلبية للبلاستيك الحيوي.

البلاستيك الحيوي لمواد البناء

يعود مفهوم البلاستيك الحيوي إلى أوائل القرن العشرين. ومع ذلك، حدثت تطورات كبيرة في الثمانينيات والتسعينيات عندما بدأ الباحثون في تطوير البلاستيك القابل للتحلل الحيوي من مصادر طبيعية. بدأت صناعة البناء في الانتباه إلى إمكانات البلاستيك الحيوي في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، مدفوعة بالدفع العالمي نحو ممارسات البناء الأكثر خضرة.

في السنوات الأخيرة، شهدت المواد البلاستيكية الحيوية تقدمًا كبيرًا من حيث المتانة والفعالية من حيث التكلفة والأداء. وقد أدت الابتكارات في مخاليط البوليمرات الحيوية والمركبات إلى جعل المواد البلاستيكية الحيوية أكثر ملاءمة لتطبيقات البناء، بدءًا من العزل إلى المكونات الهيكلية.

التطبيقات في البناء

العزل
يمكن استخدام البلاستيك الحيوي لإنشاء مواد عزل فعالة وصديقة للبيئة. يستخدم حمض البوليكتيك (PLA) وبولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) بشكل شائع لهذا الغرض بسبب خصائصهما الحرارية وقابليتهما للتحلل البيولوجي. [74]
الارضيات
توفر المركبات البلاستيكية الحيوية، مثل تلك المصنوعة من حمض البولي لاكتيك والألياف الطبيعية، بدائل متينة ومستدامة لمواد الأرضيات التقليدية. وهي تحظى بتقدير خاص بسبب بصمتها الكربونية المنخفضة وإمكانية إعادة تدويرها.
الألواح والكسوة
توفر الألواح البلاستيكية الحيوية المصنوعة من مزيج من الألياف الطبيعية والبوليمرات الحيوية خيارًا صديقًا للبيئة لتكسية الجدران والتقسيمات. هذه المواد خفيفة الوزن ومتينة ويمكن تصميمها لتقليد المواد التقليدية مثل الخشب أو الحجر.
القوالب
تُستخدم المواد البلاستيكية الحيوية بشكل متزايد في قوالب صب الخرسانة. فهي توفر مزايا من حيث إمكانية إعادة الاستخدام وتقليل الوزن وتقليل التأثير البيئي مقارنة بالمواد التقليدية. [75]
تعزيز
يمكن استخدام المركبات البلاستيكية الحيوية المقواة بالألياف الطبيعية أو مواد أخرى في التطبيقات الهيكلية، مما يوفر بديلاً مستدامًا للصلب أو الألياف الزجاجية.

فوائد البلاستيك الحيوي في البناء والتأثير البيئي

تقليل البصمة الكربونية
يتم استخراج البلاستيك الحيوي من مصادر متجددة، مما يقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية لمواد البناء.
قابلية التحلل البيولوجي
تُعد العديد من المواد البلاستيكية الحيوية قابلة للتحلل البيولوجي، مما يساعد على تقليل النفايات والتلوث البيئي في نهاية دورة حياتها. [76] [77]
كفاءة الطاقة
يتطلب إنتاج البلاستيك الحيوي عمومًا طاقة أقل مقارنة بالبلاستيك التقليدي، مما يقلل بشكل أكبر من تأثيره البيئي.

الفوائد الاقتصادية

كفاءة الموارد
يمكن أن يؤدي استخدام البلاستيك الحيوي إلى تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري والمساهمة في استخدام الموارد الطبيعية بكفاءة أكبر.
نمو السوق
يشهد سوق البلاستيك الحيوي توسعًا، مدفوعًا بالطلب المتزايد على مواد البناء المستدامة. ويقدم هذا النمو فرصًا اقتصادية جديدة للمصنعين والموردين. [78]

التحديات والقيود

يكلف
غالبًا ما تكون تكلفة إنتاج البلاستيك الحيوي أعلى من تكلفة إنتاج البلاستيك التقليدي، وهو ما قد يشكل عائقًا أمام انتشار استخدامه على نطاق واسع في صناعة البناء الحساسة للتكاليف. ومع ذلك، من المتوقع أن تعمل الأبحاث الجارية والتقدم التكنولوجي على خفض التكاليف بمرور الوقت.
أداء
على الرغم من أن البلاستيك الحيوي قد حقق تقدمًا كبيرًا، إلا أن بعض الأنواع لا تزال متخلفة عن المواد التقليدية من حيث القوة والمتانة ومقاومة العوامل البيئية مثل التعرض للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة. [79]
تطبيقات محدودة
في الوقت الحالي، تعد المواد البلاستيكية الحيوية مناسبة لمجموعة محدودة من التطبيقات في مجال البناء. وسوف يتطلب توسيع استخدامها لتشمل أدوارًا هيكلية أكثر تطلبًا المزيد من التطوير والاختبار.

الآفاق المستقبلية

يبدو مستقبل البلاستيك الحيوي في البناء واعدًا، حيث من المرجح أن يؤدي البحث والابتكار المستمر إلى توسيع تطبيقاته وتحسين أدائه. [80] ومع تبني صناعة البناء بشكل متزايد للاستدامة، فإن البلاستيك الحيوي على استعداد للعب دور حاسم في تطوير مواد البناء الصديقة للبيئة. [81]

توفر المواد البلاستيكية الحيوية بديلاً مستدامًا ومتعدد الاستخدامات لمواد البناء التقليدية، مع فوائد بيئية واقتصادية كبيرة. وفي حين تظل التحديات قائمة، وخاصة من حيث التكلفة والأداء، فإن التطورات الجارية في تكنولوجيا البلاستيك الحيوي [82] تحمل القدرة على تحويل صناعة البناء والمساهمة في مستقبل أكثر استدامة.

الصناعة والأسواق

أكياس الشاي المصنوعة من بولي لاكتيد (PLA) (شاي النعناع)

في حين تم تصنيع البلاستيك القائم على المواد العضوية من قبل شركات كيميائية طوال القرن العشرين، تأسست أول شركة تركز فقط على البلاستيك الحيوي - مارلبورو بيوبوليمرز - في عام 1983. ومع ذلك، فشلت مارلبورو وغيرها من المشاريع التي تلتها في تحقيق النجاح التجاري، وكانت أول شركة من هذا القبيل تضمن نجاحًا ماليًا طويل الأجل هي الشركة الإيطالية نوفامونت، التي تأسست في عام 1989. [83]

تظل المواد البلاستيكية الحيوية أقل من واحد في المائة من جميع المواد البلاستيكية المصنعة في جميع أنحاء العالم. [84] [85] لا توفر معظم المواد البلاستيكية الحيوية حتى الآن انبعاثات كربونية أكثر مما هو مطلوب لتصنيعها. [86] تشير التقديرات إلى أن استبدال 250 مليون طن من البلاستيك المصنع كل عام بالبلاستيك الحيوي يتطلب 100 مليون هكتار من الأرض، أو 7 في المائة من الأراضي الصالحة للزراعة على وجه الأرض. وعندما تصل المواد البلاستيكية الحيوية إلى نهاية دورة حياتها، غالبًا ما يتم إرسال تلك المصممة لتكون قابلة للتحلل الحيوي والتي يتم تسويقها على أنها قابلة للتحلل الحيوي إلى مكبات النفايات بسبب نقص مرافق التسميد المناسبة أو فرز النفايات، حيث تطلق غاز الميثان أثناء تحللها لاهوائيًا. [87]

قامت لجنة التنظيم الزراعي في الاتحاد الأوروبي (COPA) واللجنة العامة للتعاون الزراعي في الاتحاد الأوروبي (COGEGA) بإجراء تقييم لإمكانات البلاستيك الحيوي في قطاعات مختلفة من الاقتصاد الأوروبي:

قطاع طن سنويا
منتجات المطاعم 450,000 450000
 
أكياس النفايات العضوية 100000 100000
 
رقائق نشارة قابلة للتحلل البيولوجي 130,000 130000
 
رقائق قابلة للتحلل الحيوي للحفاضات 80,000 80000
 
الحفاضات، قابلة للتحلل بنسبة 100% 240,000 240000
 
التغليف بالرقائق المعدنية 400000 400000
 
تغليف الخضروات 400000 400000
 
مكونات الإطارات 200000 200000
 
المجموع: 2,000,000

تاريخ وتطور البلاستيك الحيوي

  • 1855: تم إنتاج أول نسخة (أقل جودة) من مشمع الأرضيات
  • 1862: في معرض لندن الكبير، يعرض ألكسندر باركس مادة باركسين ، أول مادة بلاستيكية حرارية. تُصنع مادة باركسين من نتروسليلوز وتتمتع بخصائص جيدة للغاية، لكنها تتميز بقابلية اشتعال شديدة. (وايت 1998) [88]
  • 1897: لا يزال يتم إنتاج الجلاليث حتى يومنا هذا، وهو عبارة عن بلاستيك حيوي قائم على الحليب تم إنشاؤه بواسطة كيميائيين ألمان في عام 1897. يوجد الجلاليث بشكل أساسي في الأزرار. (ثيلين 2014) [89]
  • 1907: اخترع ليو بايكلاند الباكليت ، الذي حصل على علامة الكيمياء التاريخية الوطنية لخصائصه غير الموصلة للحرارة ومقاومته للحرارة. يستخدم في أغلفة الراديو والهاتف وأدوات المطبخ والأسلحة النارية والعديد من المنتجات الأخرى. (باتاك، سنيه، ماثيو 2014)
  • 1912: اخترع براندنبرجر السيلوفان من الخشب أو القطن أو السليلوز القنب. (ثيلين 2014) [89]
  • عشرينيات القرن العشرين: اكتشف والاس كاروثرز البلاستيك المصنوع من حمض البولي لاكتيك (PLA). إن إنتاج حمض البولي لاكتيك مكلف للغاية ولم يتم إنتاجه بكميات كبيرة حتى عام 1989. (وايت كلاودز 2018)
  • 1925: تم عزل وتوصيف بوليهيدروكسي بيوتيرات بواسطة عالم الأحياء الدقيقة الفرنسي موريس ليموين
  • 1926: اخترع موريس ليموين بولي هيدروكسي بيوتيرات (PHB) وهو أول بلاستيك حيوي مصنوع من البكتيريا. (ثيلين 2014) [89]
  • ثلاثينيات القرن العشرين: تم تصنيع أول سيارة من البلاستيك الحيوي من فول الصويا بواسطة هنري فورد. (ثيلين 2014) [89] [90]
  • 1940-1945: خلال الحرب العالمية الثانية، لوحظت زيادة في إنتاج البلاستيك حيث تم استخدامه في العديد من المواد الحربية. وبسبب التمويل الحكومي والإشراف، تضاعف إنتاج الولايات المتحدة من البلاستيك (بشكل عام، وليس فقط البلاستيك الحيوي) ثلاث مرات خلال الفترة 1940-1945 (روجرز 2005). [91] يوضح الفيلم القصير الذي أنتجته الحكومة الأمريكية عام 1942 بعنوان الشجرة في أنبوب اختبار الدور الرئيسي الذي لعبته البلاستيك الحيوي في جهود النصر في الحرب العالمية الثانية والاقتصاد الأمريكي في ذلك الوقت.
  • خمسينيات القرن العشرين: تم بنجاح إنتاج الأميلومايز (محتوى الذرة من الأميلوز>50%) وبدأت تطبيقات البلاستيك الحيوي التجارية في الاستكشاف. (ليو، مولت، لونج، 2009) [92] يُرى انخفاض في تطوير البلاستيك الحيوي بسبب أسعار النفط الرخيصة، ومع ذلك يستمر تطوير البلاستيك الصناعي.
  • سبعينيات القرن العشرين: حفزت الحركة البيئية المزيد من التطوير في مجال البلاستيك الحيوي. (روجرز 2005) [91]
  • 1983: تم تأسيس أول شركة للبلاستيك الحيوي، وهي شركة مارلبورو بيوبوليمر، والتي تستخدم بلاستيكًا حيويًا قائمًا على البكتيريا يسمى بيوبال. (فيدر 1985) [93]
  • 1989: قام الدكتور باتريك ر. جروبر بإجراء المزيد من التطوير لـ PLA عندما اكتشف كيفية إنشاء PLA من الذرة. (وايت كلاودز 2018). تم إنشاء شركة البلاستيك الحيوي الرائدة والتي تسمى نوفامونت. تستخدم نوفامونت مادة ثنائية المادة، وهي مادة بلاستيكية حيوية، في تطبيقات متعددة مختلفة. (نوفامونت 2018) [94]
  • أواخر تسعينيات القرن العشرين: أدى تطوير نشا TP وBIOPLAST من خلال البحث والإنتاج في شركة BIOTEC إلى ظهور فيلم BIOFLEX. يمكن تصنيف فيلم BIOFLEX إلى خطوط بثق الفيلم المنفوخ وبثق الفيلم المسطح وخطوط القولبة بالحقن. هذه التصنيفات الثلاثة لها تطبيقات على النحو التالي: الأفلام المنفوخة - الأكياس والحقائب وأكياس القمامة ورقائق النشارة ومنتجات النظافة وأفلام الحفاضات وأفلام الفقاعات الهوائية والملابس الواقية والقفازات وأكياس الضلع المزدوج والملصقات وشرائط الحاجز؛ الأفلام المسطحة - الصواني وأواني الزهور ومنتجات التجميد والتعبئة والأكواب والتعبئة الدوائية؛ القولبة بالحقن - أدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة والعلب والحاويات والقطع المسرحية وصواني الأقراص المضغوطة ومواد المقابر ومضارب الجولف والألعاب ومواد الكتابة. (Lorcks 1998) [95]
  • 1992: ورد في مجلة ساينس أن نبات أرابيدوبسيس ثاليانا يمكن أن ينتج PHB. (بويرير، دينيس، كلومبارينز، ناوراث، سومرفيل 1992) [96]
  • 2001: قامت شركة Metabolix بشراء أعمال شركة Monsanto biopol (التي كانت تسمى في الأصل Zeneca) والتي تستخدم النباتات لإنتاج البلاستيك الحيوي. (Barber and Fisher 2001) [97]
  • 2001: يستخدم نيك تاكر عشب الفيل كقاعدة بلاستيكية حيوية لصنع أجزاء السيارات البلاستيكية. (تاكر 2001) [98]
  • 2005: تم تغيير العلامة التجارية لشركة Cargill and Dow Chemicals إلى NatureWorks وأصبحت الشركة الرائدة في إنتاج PLA. (Pennisi 2016) [99]
  • 2007: قامت شركة Metabolix inc. باختبار أول منتج بلاستيكي قابل للتحلل بنسبة 100% يسمى Mirel، وهو مصنوع من تخمير سكر الذرة والبكتيريا المعدلة وراثيًا. (Digregorio 2009) [100]
  • 2012: تم تطوير البلاستيك الحيوي من الأعشاب البحرية، مما يثبت أنه أحد أكثر البلاستيك الحيوي الصديق للبيئة استنادًا إلى الأبحاث المنشورة في مجلة أبحاث الصيدلة. (راجندران، بوبالا، سنيهة، أنجيلينا، راجام 2012) [101]
  • 2013: تم تسجيل براءة اختراع على البلاستيك الحيوي المشتق من الدم وعامل الترابط مثل السكريات والبروتينات وما إلى ذلك (مشتقات الإيريدويد، ثنائي الإميدات، الديونات، الكاربودييميدات، الأكريلاميدات ، ثنائي ميثيل سوبريميدات، الألدهيدات، العامل الثالث عشر، إسترات NHS ثنائية الوظائف، ثنائي إيميد الكربونيل، الجليوكسيلات [ كذا ]، البروانثوسيانيدين، الروتيرين). يمكن تطبيق هذا الاختراع باستخدام البلاستيك الحيوي كنسيج، غضاريف، أوتار، أربطة، عظام، واستخدامه في توصيل الخلايا الجذعية. (كامبل، بورجيس، فايس، سميث 2013) [102] [103]
  • 2014: وجدت دراسة نشرت في عام 2014 أنه يمكن تصنيع البلاستيك الحيوي من خلال مزج نفايات الخضروات (سيقان البقدونس والسبانخ، وقشور الكاكاو، وقشور الأرز، إلخ) مع محاليل TFA من السليلوز النقي لإنشاء بلاستيك حيوي. (باير، جوزمان-بويول، هيريديا-جيريرو، سيزاراتشيو، بيجناتيلي، روفيلي، سينجولاني، وأثاناسيو 2014) [104]
  • 2016: وجدت إحدى التجارب أن مصد السيارة الذي يجتاز اللوائح يمكن صنعه من مواد حيوية بلاستيكية تعتمد على السليلوز النانوي باستخدام قشور الموز. (حسين، إبراهيم، العيسى 2016) [105]
  • 2017: اقتراح جديد للبلاستيك الحيوي المصنوع من موارد السليلوز الليجنوسية (مادة نباتية جافة). (برودين، مالين، فاليجوس، أوبيدال، أريا، تشينجا-كاراسكو 2017) [106]
  • 2018: حدثت العديد من التطورات بما في ذلك بدء شركة ايكيا في الإنتاج الصناعي للأثاث المصنوع من البلاستيك الحيوي (باريت 2018)، ومشروع Effective الذي يركز على استبدال النايلون بالنايلون الحيوي (باريت 2018)، وأول عبوة مصنوعة من الفاكهة (باريت 2018). [107]
  • 2019: تم استخراج خمسة أنواع مختلفة من مواد النانو الكيتينية وتوليفها بواسطة "معهد كوريا لأبحاث التكنولوجيا الكيميائية" للتحقق من الشخصية القوية والتأثيرات المضادة للبكتيريا. عند دفنها تحت الأرض، كان من الممكن التحلل البيولوجي بنسبة 100٪ في غضون ستة أشهر. [108]

*هذه ليست قائمة شاملة. تظهر هذه الاختراعات تنوع البلاستيك الحيوي والاختراقات المهمة. تستمر التطبيقات الجديدة والاختراعات في مجال البلاستيك الحيوي في الظهور.

سنة اكتشاف أو تطوير البلاستيك الحيوي
1862 باركسين - الكسندر باركس
1868 السيلولويد - جون ويسلي هايات
1897 جالاليث - الكيميائيون الألمان
1907 الباكليت - ليو بايكلاند
1912 السيلوفان - جاك إي براندنبرجر
عشرينيات القرن العشرين حمض البوليكتيك (PLA) - والاس كاروثرز
1926 بولي هيدروكسي بيوتيرات (PHB) - موريس ليموين
ثلاثينيات القرن العشرين سيارة بلاستيكية مصنوعة من فول الصويا - هنري فورد
1983 بيوبال - بوليمرات مارلبورو الحيوية
1989 حمض البوليكتيك من الذرة - دكتور باتريك ر. جروبر؛ ماتر بي - نوفامونت
1992 يمكن إنتاج PHB بواسطة نبات Arabidopsis thaliana (نبات مزهر صغير)
1998 يؤدي فيلم Bioflex (النفخ، التسطيح، القولبة بالحقن) إلى العديد من التطبيقات المختلفة للبلاستيك الحيوي
2001 يمكن إنتاج PHB من عشبة الفيل
2007 تم اختبار المنتج Mirel (بلاستيك قابل للتحلل بنسبة 100%) من شركة Metabolic inc. في السوق
2012 يتم تطوير البلاستيك الحيوي من الأعشاب البحرية
2013 مادة بلاستيكية حيوية مصنوعة من الدم ومادة مترابطة تستخدم في الإجراءات الطبية
2014 البلاستيك الحيوي المصنوع من نفايات الخضروات
2016 مصد سيارة مصنوع من البلاستيك الحيوي من قشر الموز
2017 البلاستيك الحيوي المصنوع من الموارد الليجنوسليولوزية (مادة نباتية جافة)
2018 الأثاث البلاستيكي الحيوي، النايلون الحيوي، التغليف من الفاكهة
مركز تطوير البلاستيك الحيوي - جامعة ماساتشوستس لويل
قلم مصنوع من البلاستيك الحيوي (بولي لاكتيد، PLA )

إجراءات الاختبار

زجاجة شامبو بلاستيكية حيوية مصنوعة من مزيج PLA-flex

قابلية التسميد الصناعي – EN 13432، ASTM D6400

يجب استيفاء المعيار الصناعي EN 13432 حتى يمكن الادعاء بأن المنتج البلاستيكي قابل للتحلل في السوق الأوروبية. باختصار، يتطلب هذا المعيار اختبارات متعددة ويضع معايير النجاح/الفشل، بما في ذلك تفكك المنتج النهائي (التحلل المادي والبصري) في غضون 12 أسبوعًا، والتحلل البيولوجي (تحويل الكربون العضوي إلى ثاني أكسيد الكربون ) للمكونات البوليمرية في غضون 180 يومًا، وسمية النبات والمعادن الثقيلة. معيار ASTM 6400 هو الإطار التنظيمي للولايات المتحدة وله متطلبات مماثلة.

وقد حصلت العديد من المواد البلاستيكية القائمة على النشا ، والمواد البلاستيكية القائمة على حمض البولي لاكتيك، وبعض مركبات البوليستر الأليفاتية العطرية ، مثل السكسينات والأديبات ، على هذه الشهادات. أما المواد البلاستيكية الحيوية القائمة على المواد المضافة التي تباع على أنها قابلة للتحلل الضوئي أو قابلة للتحلل البيولوجي الأكسو، فهي لا تتوافق مع هذه المعايير في شكلها الحالي.

قابلية التحلل – ASTM D6002

حددت طريقة ASTM D 6002 لتحديد قابلية البلاستيك للتحلل كلمة قابل للتحلل على النحو التالي:

الشيء القادر على الخضوع للتحلل البيولوجي في موقع السماد بحيث لا يمكن تمييز المادة بصريًا وتتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والمركبات غير العضوية والكتلة الحيوية بمعدل يتوافق مع المواد القابلة للتحلل المعروفة. [109]

لقد أثار هذا التعريف الكثير من الانتقادات لأنه، على عكس الطريقة التي يتم بها تعريف الكلمة تقليديًا، فإنه يفصل تمامًا عملية "التسميد" عن ضرورة أن تؤدي إلى الدبال /السماد كمنتج نهائي. المعيار الوحيد الذي يصفه هذا المعيار هو أن البلاستيك القابل للتسميد يجب أن يبدو وكأنه يختفي بنفس السرعة التي يختفي بها شيء آخر أثبت بالفعل أنه قابل للتسميد بموجب التعريف التقليدي .

سحب ASTM D 6002

في يناير 2011، سحبت ASTM المعيار ASTM D 6002، الذي كان يمنح مصنعي البلاستيك المصداقية القانونية لتصنيف البلاستيك على أنه قابل للتحلل . ووصفه هو كما يلي:

غطى هذا الدليل المعايير والإجراءات المقترحة والنهج العام لتحديد قابلية البلاستيك القابل للتحلل البيئي للتحلل. [110]

ولم تقم ASTM باستبدال هذا المعيار بعد.

أساس حيوي – ASTM D6866

تم تطوير طريقة ASTM D6866 لإصدار شهادة على المحتوى المشتق بيولوجيًا من البلاستيك الحيوي. تعني الأشعة الكونية التي تصطدم بالغلاف الجوي أن بعض الكربون هو النظير المشع للكربون-14 . يستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي في عملية التمثيل الضوئي ، لذلك ستحتوي المواد النباتية الجديدة على كل من الكربون-14 والكربون-12 . في ظل الظروف المناسبة، وعلى مدى فترات زمنية جيولوجية، يمكن تحويل بقايا الكائنات الحية إلى وقود أحفوري . بعد حوالي 100000 عام، سيخضع كل الكربون-14 الموجود في المادة العضوية الأصلية للتحلل الإشعاعي تاركًا الكربون-12 فقط. سيكون للمنتج المصنوع من الكتلة الحيوية مستوى مرتفع نسبيًا من الكربون-14، بينما لن يحتوي المنتج المصنوع من البتروكيماويات على الكربون-14. يمكن قياس نسبة الكربون المتجدد في مادة (صلبة أو سائلة) باستخدام مطياف الكتلة المسرع . [111] [112]

هناك فرق مهم بين قابلية التحلل البيولوجي والمحتوى الحيوي. يمكن أن يكون البلاستيك الحيوي مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) [113] حيويًا بنسبة 100٪ (أي يحتوي على 100٪ من الكربون المتجدد)، ومع ذلك يكون غير قابل للتحلل البيولوجي. ومع ذلك، تلعب هذه المواد البلاستيكية الحيوية مثل HDPE دورًا مهمًا في الحد من غازات الاحتباس الحراري، وخاصة عندما يتم حرقها لإنتاج الطاقة. يعتبر المكون الحيوي لهذه المواد البلاستيكية الحيوية محايدًا للكربون لأن أصلها من الكتلة الحيوية.

لاهوائيقابلية التحلل البيولوجي– ASTM D5511-02 وASTM D5526

ASTM D5511-12 وASTM D5526-12 هي طرق اختبار تتوافق مع المعايير الدولية مثل ISO DIS 15985 لقابلية التحلل البيولوجي للبلاستيك.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "تقرير سوق البلاستيك الحيوي: تحليل الصناعة، التوقعات لعام 2032". Ceresana Market Research . تم الاسترجاع في 2024-10-28 .
  2. ^ ماريشيلفام، م. ك.؛ جاويد، محمد؛ عاصم، محمد (2019). "البلاستيك الحيوي القائم على نشا الذرة والأرز كمواد تغليف بديلة". الألياف . 7 (4): 32. doi : 10.3390/fib7040032 .
  3. ^ شاه منالي. راجانس، سانجوكتا؛ بانديا، هيمانشو أ؛ مانكاد، ارشانا يو؛ شاه، منالي؛ راجانس، سانجوكتا؛ بانديا، هيمانشو أ؛ منكاد، ارشانا يو. (2021). “البلاستيك الحيوي للمستقبل: مراجعة آنذاك والآن”. المجلة العالمية للأبحاث والمراجعات المتقدمة . 9 (2): 056–067. دوى : 10.30574/wjarr.2021.9.2.0054 .
  4. ^ ab Rosenboom, Jan-Georg; Langer, Robert; Traverso, Giovanni (2022-02-20). "البلاستيك الحيوي من أجل اقتصاد دائري". Nature Reviews Materials . 7 (2): 117–137. Bibcode :2022NatRM...7..117R. doi :10.1038/s41578-021-00407-8. ISSN  2058-8437. PMC 8771173. PMID 35075395  . 
  5. ^ دي بارتولو، ألبرتو؛ إنفورنا، جوليا؛ دينتشيفا، نادكا تزانكوفا (2021). "مراجعة البلاستيك الحيوي وتبنيه في الاقتصاد الدائري". بوليمرات . 13 (8): 1229. doi : 10.3390/polym13081229 . hdl : 10447/538077 . PMC 8069747. PMID  33920269 . 
  6. ^ ووكر، س.؛ روثمان، ر. (2020-07-10). "تقييم دورة حياة البلاستيك الحيوي والبلاستيك الأحفوري: مراجعة". مجلة الإنتاج الأنظف . 261 : 121158. رمز Bibcode : 2020JCPro.26121158W. doi : 10.1016/j.jclepro.2020.121158. hdl : 10871/121758 . ISSN  0959-6526. S2CID  216414551.
  7. ^ بيليس، أليساندرو؛ مالينكونيكو، ماريو؛ غوارنيري، أليس؛ جاردوسي، لوسيا (25 يناير 2021). "البوليمرات والبلاستيك المتجددة: أداء يتجاوز البيئة". التكنولوجيا الحيوية الجديدة . 60 : 146-158. doi :10.1016/j.nbt.2020.10.003. ISSN  1871-6784. PMID  33068793. S2CID  224321496.
  8. ^ توماس، أنجالي ب.؛ كاسا، فارا براساد؛ دوبي، براجيش كومار؛ سين، رامكريشنا؛ سارماه، أجيت ك. (2023). "تخليق وتسويق البلاستيك الحيوي: النفايات العضوية كمواد خام مستدامة". علم البيئة الكلية . 904 : 167243. رمز Bibcode : 2023ScTEn.90467243T. doi : 10.1016/j.scitotenv.2023.167243. PMID  37741416.
  9. ^ Lackner, Maximilian (2015). "البلاستيك الحيوي". موسوعة كيرك-أوثمر للتكنولوجيا الكيميائية : 1-41. doi :10.1002/0471238961.koe00006. ISBN 978-0-471-48494-3.
  10. ^ بيمونتي، فينسينزو (2013). "داخل عالم البلاستيك الحيوي: بديل للبلاستيك القائم على البترول". التنمية المستدامة في تقنيات الهندسة الكيميائية المبتكرة (طبعة واحدة). وايلي . ص 181-198. doi :10.1002/9781118629703.ch8. ISBN 9781119953524.
  11. ^ فريدي، جوليا؛ دوريجاتو، أندريا (2021-07-01). "إعادة تدوير النفايات البلاستيكية الحيوية: مراجعة". البحوث المتقدمة في البوليمرات الصناعية والهندسية . 4 (3): 159-177. doi : 10.1016/j.aiepr.2021.06.006 . hdl : 11572/336675 . S2CID  237852939.
  12. ^ "البلاستيك الحيوي (PLA) - مركز العالم". worldcentric.org . مؤرشف من الأصل في 2019-03-09 . تم الاسترجاع في 2018-07-15 .
  13. ^ Chinthapalli, Raj; Skoczinski, Pia; Carus, Michael; Baltus, Wolfgang; de Guzman, Doris; Käb, Harald; Raschka, Achim; Ravenstijn, Jan (2019-08-01). "Biobased Building Blocks and Polymers—Global Capacities, Production and Trends, 2018–2023". التكنولوجيا الحيوية الصناعية . 15 (4): 237–241. doi :10.1089/ind.2019.29179.rch. ISSN  1550-9087. S2CID  202017074.
  14. ^ "تقرير سوق البلاستيك الحيوي: تحليل الصناعة، التوقعات لعام 2032". Ceresana Market Research . تم الاسترجاع في 2024-10-28 .
  15. ^ Vert, Michel (2012). "Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012)" (PDF) . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 84 (2): 377–410. doi :10.1351/PAC-REC-10-12-04. S2CID  98107080. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2015-03-19 . تم الاسترجاع في 2013-07-17 .
  16. ^ “مجلس الوزراء يمنح الأكياس البلاستيكية غير القابلة للتحلل الحيوي – وزارة البيئة ومساحة الإقليم والبحر”. minambiente.it .
  17. ^ Suszkiw, Jan (December 2005). "Electroactive Bioplastics Flex Their Industrial Muscle". News & Events . USDA Agricultural Research Service . Retrieved 2011-11-28 .
  18. ^ تشن، جي؛ باتيل، م. (2012). "البلاستيك المشتق من مصادر بيولوجية: الحاضر والمستقبل: مراجعة فنية وبيئية". المراجعات الكيميائية . 112 (4): 2082-2099. doi :10.1021/cr200162d. PMID  22188473.
  19. ^ خوالديا، خولة؛ إلميرا عرب طهراني؛ ستيفان ديسوبري (2010). "طلاء البوليمر الحيوي على مواد التغليف الورقية". المراجعات الشاملة في علوم الأغذية وسلامة الأغذية . 9 (1): 82-91. doi :10.1111/j.1541-4337.2009.00095.x. PMID  33467805.
  20. ^ "Bio-based drop-in, smart drop-in and Customized chemicals" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-11-02 . تم الاسترجاع في 2020-10-30 .
  21. ^ دورزام للبلاستيك الحيوي على أساس هيرنيوبار غروندستوفن
  22. ^ ما هي البلاستيكات الحيوية؟
  23. ^ انخفاض في البلاستيك الحيوي
  24. ^ "Bio-based drop-in, smart drop-in and Customized chemicals" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-11-02 . تم الاسترجاع في 2020-10-30 .
  25. ^ "أنواع البلاستيك الحيوي | InnovativeIndustry.net" . تم الاسترجاع في 2020-07-11 .
  26. ^ اصنع البطاطس من البلاستيك!. Instructables.com (2007-07-26). تم الاسترجاع في 2011-08-14.
  27. ^ ليو، هونغ شينغ؛ شي، فينغوي؛ يو، لونغ؛ تشن، لينغ؛ لي، لين (2009-12-01). "المعالجة الحرارية للبوليمرات القائمة على النشا". التقدم في علم البوليمر . 34 (12): 1348-1368. doi :10.1016/j.progpolymsci.2009.07.001. ISSN  0079-6700.
  28. ^ لي، مينغ؛ ليو، بينج؛ زو، وي؛ يو، لونغ؛ شي، فينغوي؛ بو، هوايين؛ ليو، هونغ شين؛ تشن، لينج (2011-09-01). "معالجة البثق وتوصيف أغشية النشا الصالحة للأكل ذات محتويات أميلوز مختلفة". مجلة هندسة الأغذية . 106 (1): 95-101. doi :10.1016/j.jfoodeng.2011.04.021. ISSN  0260-8774.
  29. ^ ليو، هونغ شينغ؛ يو، لونغ؛ شي، فينغوي؛ تشين، لينغ (15 أغسطس 2006). "تحويل نشا الذرة إلى جلتنة بمحتوى مختلف من الأميلوز/الأميلوبكتين". بوليمرات الكربوهيدرات . 65 (3): 357-363. doi :10.1016/j.carbpol.2006.01.026. ISSN  0144-8617. S2CID  85239192.
  30. ^ شي، فينغوي؛ يو، لونغ؛ سو، بينج؛ ليو، بينج؛ وانغ، جون؛ ليو، هونغشين؛ تشن، لينج (2009-05-01). "الخصائص الرومولوجية للنشويات ذات نسب أميلوز/أميلوبكتين مختلفة". مجلة علوم الحبوب . 49 (3): 371-377. doi :10.1016/j.jcs.2009.01.002. ISSN  0733-5210.
  31. ^ خالد، سعود؛ يو، لونج؛ منغ، لينجهان؛ ليو، هونغ شنغ؛ علي، أمجد؛ تشن، لينج (2017). "مركبات البولي (حمض اللاكتيك)/النشا: تأثير البنية الدقيقة وشكل حبيبات النشا على الأداء". مجلة علوم البوليمر التطبيقية . 134 (46): 45504. doi :10.1002/app.45504.
  32. ^ "مصنعو وموردو البلاستيك الحيوي المعتمد على النشا". bioplasticsonline.net . مؤرشف من الأصل في 14 أغسطس 2011.
  33. ^ شيرمان، ليلي مانوليس (1 يوليو 2008). "تعزيز البوليمرات الحيوية: هناك حاجة إلى إضافات لزيادة المتانة ومقاومة الحرارة وقابلية المعالجة". تكنولوجيا البلاستيك . مؤرشف من الأصل في 17 أبريل 2016.
  34. ^ "BASF تعلن عن توسع كبير في إنتاج البلاستيك الحيوي". مؤرشف من الأصل في 2012-03-31 . تم الاسترجاع في 2011-08-31 .
  35. ^ "Roquette، ممثل جديد في سوق البلاستيك، Lance GAÏALENE®: لعبة بلاستيكية مبتكرة من البلاستيك النباتي". مؤرشف من الأصل بتاريخ 31-03-2012 . تم الاسترجاع 2011/08/31 .
  36. ^ abc Avérous, Luc; Pollet, Eric (2014), "Nanobiocomposites Based on Plasticized Starch", Starch Polymers , Elsevier, pp. 211–239, doi :10.1016/b978-0-444-53730-0.00028-2, ISBN 978-0-444-53730-0
  37. ^ أفانت، ساندرا (أبريل 2017). "ورق أفضل، بلاستيك مع النشا". وزارة الزراعة الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 2018-12-14 . تم الاسترجاع في 2018-12-14 .
  38. ^ كيت، بيتر (يناير 2017). "التعاون يؤدي إلى نتائج أفضل". البلاستيك المقوى . 61 (1): 51-54. doi :10.1016/j.repl.2016.09.002. ISSN  0034-3617.
  39. ^ شي، فينغوي؛ بوليت، إيريك؛ هالي، بيتر جيه؛ أفروس، لوك (2013-10-01). "مركبات حيوية نانوية قائمة على النشا". التقدم في علم البوليمر . التقدم في المركبات الحيوية النانوية: من البلاستيك الأخضر إلى التطبيقات الطبية الحيوية. 38 (10): 1590-1628. doi :10.1016/j.progpolymsci.2013.05.002. ISSN  0079-6700.
  40. ^ أوبراين (فبراير 2018). "هذا هو الغلاف: أغلفة الطعام الصالحة للأكل من ARS". وزارة الزراعة الأمريكية للبحوث الزراعية : 22. تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2021 .
  41. ^ سونغ، جيه إتش؛ مورفي، آر جيه؛ نارايان، آر؛ ديفيز، جي بي إتش (27 يوليو 2009). "بدائل قابلة للتحلل والتحويل إلى سماد للبلاستيك التقليدي". المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية . 364 (1526): 2127-2139. doi :10.1098/rstb.2008.0289. ISSN  0962-8436. PMC 2873018. PMID 19528060  . 
  42. ^ رالستون، بريان إي؛ أوزوالد، تيم إيه (فبراير 2008). "تاريخ مواد الغد: البوليمرات الحيوية القائمة على البروتين". هندسة البلاستيك . 64 (2): 36-40. doi :10.1002/j.1941-9635.2008.tb00292.x. ISSN  0091-9578.
  43. ^ Zhang, Jinwen; Jiang, Long; Zhu, Linyong; Jane, Jay-lin; Mungara, Perminus (مايو 2006). "Morphology and Properties of Soy Protein and Polylactide Blends". Biomacromolecules . 7 (5): 1551–1561. doi :10.1021/bm050888p. ISSN  1525-7797. PMID  16677038.
  44. ^ "التاريخ، السفر، الفنون، العلوم، الناس، الأماكن". smithsonianmag.com .
  45. ^ كونكل ، أندرياس. بيكر، يوهانس. بورغر، لارس. هامبريخت، ينس؛ كولتزينبرج، سيباستيان؛ لوس، روبرت؛ شيك، مايكل بيرنهارد. شليغل، كاتارينا؛ سينكل، كارستن؛ سكوبين، غابرييل. ياماموتو، موتونوري (2016). “البوليمرات القابلة للتحلل”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. ص 1-29. دوى : 10.1002/14356007.n21_n01.pub2 . رقم ISBN 978-3527306732.
  46. ^ "Mirel: PHAs grades for Rigid Sheet and Thermoforming". مؤرشف من الأصل في 2012-03-31 . تم الاسترجاع في 2011-08-31 .
  47. ^ "تستخدم شركة ميكروميداس مجموعات من البكتيريا المصممة بعناية لتحويل النفايات العضوية إلى بلاستيك قابل للتحلل البيولوجي". مؤرشف من الأصل في 23 أكتوبر 2011.
  48. ^ "الصفحة الرئيسية". dsm.com .
  49. ^ نوهرا، بسام؛ لور كاندي؛ جان فرانسوا بلانكو؛ سيلين جيرين؛ يان راؤول؛ زفيرين مولونجي (2013). "من البولي يوريثينات البتروكيماوية إلى البولي هيدروكسي يوريثينات ذات الأساس الحيوي" (PDF) . الجزيئات الكبيرة . 46 (10): 3771-3792. رمز Bibcode :2013MaMol..46.3771N. doi :10.1021/ma400197c.
  50. ^ فورتمان، ديفيد جيه؛ جاكوب ب. بروتمان؛ كريستوفر جيه. كرامر ؛ مارك أ. هيلماير؛ ويليام ر. ديشتل (2015). "مركبات البولي هيدروكسي يوريثين الزجاجية المنشطة ميكانيكيًا والخالية من المحفزات". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 137 (44): 14019-14022. doi : 10.1021/jacs.5b08084 . PMID  26495769.
  51. ^ ماير، مايكل آر؛ ميتزجر، يورجن أو؛ شوبرت، أولريش إس. (2007-10-02). "موارد الزيوت النباتية المتجددة كبدائل خضراء في علم البوليمر". مراجعات الجمعية الكيميائية . 36 (11): 1788-802. doi :10.1039/b703294c. ISSN  1460-4744. PMID  18213986.
  52. ^ فلوروس، مايكل؛ هوجابري، ليلى؛ أبراهام، إلدو؛ خوسيه، جيسمي؛ توماس، سابو؛ بوثان، لالي؛ لياو، ألكيدس لوبيز؛ نارين، سوريش (2012). "تعزيز الاستقرار الحراري والقوة وقابلية التمدد للبولي يوريثينات القائمة على الدهون باستخدام ألياف نانوية قائمة على السليلوز". تدهور البوليمر واستقراره . 97 (10): 1970-1978. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2012.02.016.
  53. ^ بيلاي، براسانث كيه إس؛ فلوروس، مايكل سي؛ نارين، سوريش إس. (2017-07-03). "الإيلاستومرات من بوليولات زيت النخيل المتحولة المتجددة". ACS Sustainable Chemistry & Engineering . 5 (7): 5793–5799. doi :10.1021/acssuschemeng.7b00517.
  54. ^ كان، إي.؛ كوسيف أوغلو، إس.؛ وول، آر بي (2001-07-05). "راتنجات صب سائلة صلبة صلبة من موارد متجددة. I. تخليق وبلمرة ماليات أحادي جليسريد زيت الصويا". مجلة علوم البوليمر التطبيقية . 81 (1): 69-77. doi :10.1002/app.1414. ISSN  1097-4628.
  55. ^ Stemmelen, M.; Pessel, F.; Lapinte, V.; Caillol, S.; Habas, J.-P.; Robin, J.-J. (2011-06-01). "راتنج إيبوكسي حيوي بالكامل من الزيوت النباتية: من تخليق المواد الأولية عن طريق تفاعل الثيول-الإين إلى دراسة المادة النهائية" (PDF) . مجلة علوم البوليمر الجزء أ: كيمياء البوليمر . 49 (11): 2434–2444. رمز Bibcode :2011JPoSA..49.2434S. doi :10.1002/pola.24674. ISSN  1099-0518. S2CID  78089334.
  56. ^ ماير، مايكل أر (2009-07-21). "التبادل مع المواد الكيميائية الزيتية: مناهج جديدة لاستخدام الزيوت النباتية كموارد متجددة في علم البوليمر". الكيمياء الجزيئية والفيزياء . 210 (13-14): 1073-1079. doi : 10.1002/macp.200900168 . ISSN  1521-3935.
  57. ^ ماتا، تيريزا م.؛ مارتينز، أنطونيو أ.؛ كايتانو، نيديا س. (2010). "الطحالب الدقيقة لإنتاج الديزل الحيوي وتطبيقات أخرى: مراجعة". مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 14 (1): 217-232. رمز Bibcode :2010RSERv..14..217M. doi :10.1016/j.rser.2009.07.020. hdl : 10400.22/10059 . S2CID  15481966.
  58. ^ لامانا، ليوناردو؛ كوريليانو، غابرييلي؛ نارايانان، أثيرا؛ فيلاني، ستيفانيا؛ فريولي، ماركو؛ تشيتيرا، فرانشيسكو P.؛ ستانكا، بينيديتا دي كيارا؛ جيانوتي، لورا؛ سيكوليلا، لويزا؛ كوليلا، ريكاردو؛ كاتارينوتشي، لوكا؛ أثناسيو، أثناسيا؛ كاتالدي، بيترو؛ ديمتري، كريستيان؛ كايروني ، ماريو (2024/10/15). “ما وراء البلاستيك: Oleogel كمادة بلاستيكية حرارية قابلة للتحلل الحيوي”. مجلة الهندسة الكيميائية . 498 : 154988. بيب كود :2024ChEnJ.49854988L. دوى :10.1016/j.cej.2024.154988. ردمك  1385-8947.
  59. ^ abcdef جيروني، ف.؛ بيمونتي، ف. (2011). "البلاستيك الحيوي والبلاستيك المعتمد على البترول: نقاط القوة والضعف". مصادر الطاقة، الجزء أ: الاسترداد والاستخدام والتأثيرات البيئية . 33 (21): 1949-1959. doi :10.1080/15567030903436830.
  60. ^ أتيوش، غادة؛ ميخائيل، أبانوب؛ باريش، كريستوفر سي؛ بانوب، جوزيف؛ لي، تويت-آنه ت. (2021). "التأثير البيئي لاستخدام البلاستيك الحيوي: مراجعة". هليون . 7 (9): e07918. رمز Bibcode :2021Heliy...707918A. doi : 10.1016/j.heliyon.2021.e07918 . PMC 8424513. PMID  34522811 . 
  61. ^ Yates, Madeleine R.; Barlow, Claire Y. (2013). "تقييمات دورة حياة البوليمرات الحيوية التجارية القابلة للتحلل البيولوجي - مراجعة نقدية". الموارد والحفظ وإعادة التدوير . 78 : 54-66. doi :10.1016/j.resconrec.2013.06.010.
  62. ^ "هل البلاستيك القابل للتحلل أفضل للبيئة؟". أكسيون. 6 فبراير 2018. تم الاسترجاع 2018-12-14 .
  63. ^ مايلز، ليندسي (22 مارس 2018). "البلاستيك القابل للتحلل: هل هو صديق للبيئة حقًا؟" . تم الاسترجاع في 2018-12-14 .
  64. ^ abcdefghi Weiss, Martin; Haufe, Juliane; Carus, Michael; Brandão, Miguel; Bringezu, Stefan; Hermann, Barbara; Patel, Martin K. (2012). "مراجعة التأثيرات البيئية للمواد ذات الأساس الحيوي". مجلة علم البيئة الصناعية . 16. doi :10.1111/j.1530-9290.2012.00468.x.
  65. ^ بروكهاوس، سيباستيان؛ بيترسن، موريتز؛ كيرستن، فولفجانج (2016). "مفترق طرق للبلاستيك الحيوي: استكشاف تحديات مطوري المنتجات للتحرك إلى ما هو أبعد من البلاستيك القائم على البترول". مجلة الإنتاج الأنظف . 127 : 84-95. doi :10.1016/j.jclepro.2016.04.003.
  66. ^ سينها، إي. وآخرون. "سوف تزيد عملية التغذية المفرطة خلال القرن الحادي والعشرين نتيجة لتغيرات هطول الأمطار". ساينس، المجلد 357، العدد يوليو 2017، ص 405-408.
  67. ^ روزاس، فرانسيسكو؛ بابكوك، بروس أ؛ هايز، ديرموت ج. (2015). "تخفيضات انبعاثات أكسيد النيتروز من خلال خفض استخدامات الأسمدة النيتروجينية المفرطة". التغير المناخي . 132 (2): 353-367. doi :10.1007/s10584-015-1426-y.
  68. ^ بيمونتي، فينسينزو؛ جيروني، فاوستو (2011). "انبعاثات تغير استخدام الأراضي: ما مدى خضرة البلاستيك الحيوي؟". التقدم البيئي والطاقة المستدامة . 30 (4): 685-691. doi :10.1002/ep.10518.
  69. ^ تشو، رينيه. "الحقيقة حول البلاستيك الحيوي". phys.org . تم الاسترجاع في 31 أكتوبر 2021 .
  70. ^ المواد الخام البلاستيكية الحيوية الجيل الأول والثاني والثالث
  71. ^ Degli-Innocenti, Francesco (2014). "التحلل البيولوجي للبلاستيك واختبار السمية البيئية: متى يجب القيام بذلك". Frontiers in Microbiology . 5 : 475. doi : 10.3389/fmicb.2014.00475 . PMC 4155774. PMID  25250023 . 
  72. ^ جوميز، إيدي ف.؛ ميشيل، فريدريك س. (2013). "قابلية التحلل البيولوجي للبلاستيك التقليدي والبلاستيك الحيوي والمركبات المصنوعة من الألياف الطبيعية أثناء التسميد والهضم اللاهوائي وحضانة التربة على المدى الطويل". تحلل البوليمر واستقراره . 98 (12): 2583-2591. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2013.09.018.
  73. ^ abcdefghi Emadian, S. Mehdi; Onay, Turgut T.; Demirel, Burak (2017). "التحلل البيولوجي للمواد البلاستيكية الحيوية في البيئات الطبيعية". Waste Management . 59 : 526–536. doi :10.1016/j.wasman.2016.10.006. PMID  27742230.
  74. ^ "البلاستيك الحيوي القابل للتحلل الحيوي - تأمين ضد النفايات أم اختصار محفوف بالمخاطر؟".
  75. ^ "الفوائد البيئية للقوالب البلاستيكية". 2 سبتمبر 2021.
  76. ^ نارانسيك، تانيا؛ سيروني، فيديريكو؛ بيجان، نيل؛ أوكونور، كيفن إي. (2020). "التطورات الحديثة في البلاستيك الحيوي: التطبيق والتحلل البيولوجي". البوليمرات . 12 (4): 920. doi : 10.3390/polym12040920 . PMC 7240402. PMID  32326661 . 
  77. ^ رازا ، فرانشيسكو. إينوسنتي، فرانشيسكو ديجلي (2012). “البلاستيك الحيوي من الموارد المتجددة: فوائد التحلل الحيوي”. مجلة آسيا والمحيط الهادئ للهندسة الكيميائية . 7 (S3): S301 – S309. دوى :10.1002/apj.1648.
  78. ^ "19.2 مليار دولار حجم سوق البلاستيك الحيوي بحلول عام 2030".
  79. ^ "البلاستيك الحيوي والبلاستيك التقليدي: تحليل مقارن". 26 يونيو 2023.
  80. ^ "هل يمكن للبلاستيك الحيوي أن يحل محل المواد التقليدية في البناء؟ -". 2 سبتمبر 2024.
  81. ^ https://itechmag.org/paper/volume%201/03-08.pdf [ عنوان URL العاري PDF ]
  82. ^ Ekawardhani, YA; Pasaribu, CY; Rohmah, AN; Salsabila, O. (2021). "تكنولوجيا البلاستيك الحيوي كإبداع في التغليف". سلسلة مؤتمرات IOP: علوم وهندسة المواد . 1158 (1): 012008. Bibcode :2021MS&E.1158a2008E. doi : 10.1088/1757-899X/1158/1/012008 .
  83. ^ باريت، أكسل (5 سبتمبر 2018). "تاريخ وأهم ابتكارات البلاستيك الحيوي". أخبار البلاستيك الحيوي .
  84. ^ "جاهز للنمو: سوق البوليمرات القابلة للتحلل البيولوجي". هندسة البلاستيك . 72 (3): 1-4. مارس 2016. doi :10.1002/j.1941-9635.2016.tb01489.x. ISSN  0091-9578.
  85. ^ داربي، ديبرا (أغسطس 2012). "تقرير صناعة البلاستيك الحيوي". BioCycle . 53 (8): 40-44.
  86. ^ Rujnić-Sokele, Maja; Pilipović, Ana (سبتمبر 2017). "تحديات وفرص المواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي: مراجعة قصيرة". Waste Management & Research . 35 (2): 132–140. Bibcode :2017WMR....35..132R. doi :10.1177/0734242x16683272. PMID  28064843. S2CID  23782848.
  87. ^ دولفين، جوليا. "البلاستيك الحيوي - الفرص والتحديات". مجلس التسميد الأمريكي. ندوة البلاستيك القابل للتسميد 2012، يناير 2012، أوستن، تكساس، https://compostingcouncil.org/admin/wp-content/uploads/2012/01/Dolfen.pdf محفوظ في 2018-09-26 على موقع واي باك مشين
  88. ^ White, JL (ديسمبر 1998). "الرابع في سلسلة: رواد معالجة البوليمر ألكسندر باركس". معالجة البوليمر الدولية . 13 (4): 326. doi :10.3139/217.980326. ISSN  0930-777X. S2CID  137545344.
  89. ^ abcd Raschka, Achim; Carus, Michael; Piotrowski, Stephan (2013-10-04), "Renewable Raw Materials and Feedstock for Bioplastics", Bio-Based Plastics , John Wiley & Sons Ltd, pp. 331–345, doi :10.1002/9781118676646.ch13, ISBN 978-1-118-67664-6
  90. ^ "سيارة فول الصويا - هنري فورد". www.thehenryford.org . تم الاسترجاع في 2020-12-09 .
  91. ^ "تاريخ موجز للبلاستيك". بروكلين للسكك الحديدية . مايو 2005. تم الاسترجاع في 2018-09-27 .
  92. ^ د-2016-154 . 2016. دوى :10.18411/د-2016-154. رقم ISBN 978-5-91243-072-5.
  93. ^ "ألياف جديدة قد تصنع أجزاء أقوى". البلاستيك المقوى . 39 (5): 17. مايو 1995. doi :10.1016/0034-3617(95)91746-2. ISSN  0034-3617.
  94. ^ "نوفامونت". أخبار البلاستيك الحيوي . 2013-12-30 . تم الاسترجاع في 2018-09-27 .
  95. ^ Lörcks, Jürgen (January 1998). "Properties and applications of compostable starch-based plastic material". تدهور البوليمر واستقراره . 59 (1–3): 245–249. doi :10.1016/s0141-3910(97)00168-7. ISSN  0141-3910.
  96. ^ Poirier, Yves; Dennis, Douglas; Klomparens, Karen; Nawrath, Christiane; Somerville, Chris (December 1992). "وجهات نظر حول إنتاج البوليهيدروكسي ألكانوات في النباتات". رسائل علم الأحياء الدقيقة FEMS . 103 (2-4): 237-246. doi : 10.1111/j.1574-6968.1992.tb05843.x . ISSN  0378-1097.
  97. ^ "مونسانتو تجد مشتريًا لأصول النفط والغاز". أخبار الكيمياء والهندسة . 63 (48): 5. 1985-12-02. doi :10.1021/cen-v063n048.p005a. ISSN  0009-2347.
  98. ^ "تاريخ وأهم ابتكارات البلاستيك الحيوي". أخبار البلاستيك الحيوي . 2018-07-05 . تم الاسترجاع في 2018-09-27 .
  99. ^ بينيسي، إليزابيث (16 مايو 1992). "Natureworks". أخبار العلوم . 141 (20): 328–331. doi :10.2307/3976489. ISSN  0036-8423. JSTOR  3976489.
  100. ^ دي جريجوريو، باري إي. (يناير 2009). "البلاستيك الحيوي عالي الأداء القائم على المواد البيولوجية: ميريل". الكيمياء والأحياء . 16 (1): 1-2. doi :10.1016/j.chembiol.2009.01.001. ISSN  1074-5521. PMID  19171300.
  101. ^ راجام، مانشيكاتلا ف.؛ يوجيندران، سنيها (2018)، "هندسة مقاومة الحشرات في الطماطم من خلال الأساليب المعدلة وراثيًا"، الإدارة المستدامة لآفات المفصليات في الطماطم ، إلسيفير، ص 237-252، doi :10.1016/b978-0-12-802441-6.00010-3، ISBN 978-0-12-802441-6
  102. ^ "تكنولوجيا الأنابيب النانوية تحصل على براءة اختراع أمريكية". مجلة البلاستيك المقوى . 48 (10): 17. نوفمبر 2004. doi :10.1016/s0034-3617(04)00461-8. ISSN  0034-3617.
  103. ^ كامبل، فيل جيه؛ بورجيس، جيمس إي؛ وايس، لي إي؛ سميث، جيسون (18 يونيو 2015). "طرق وأجهزة تصنيع البلاستيك القائم على البلازما والبلاستيك الحيوي المنتج منه".
  104. ^ باير ، إلكر إس. جوزمان بويول، سوزانا؛ هيريديا غيريرو، خوسيه أليخاندرو؛ سيسيراشيو، لوكا؛ بيجناتيللي، فرانشيسكا؛ روفيلي، روبرتا؛ سينجولاني، روبرتو؛ أثناسيو ، أثناسيا (2014/07/15). “التحويل المباشر لمخلفات الخضروات الصالحة للأكل إلى بلاستيك حيوي”. الجزيئات الكبيرة . 47 (15): 5135-5143. بيب كود :2014MaMol..47.5135B. دوى :10.1021/ma5008557. ISSN  0024-9297.
  105. ^ شريف حسين، إيه بي إم؛ إبراهيم، ناصر أ؛ العيسى، محمد سعد (سبتمبر 2016). "بيانات المواد الحيوية البلاستيكية المشتقة من السليلوز النانوي لمصدات المركبات الحيوية من الكتلة الحيوية لنفايات قشر الموز". بيانات موجزة . 8 : 286-294. رمز Bibcode : 2016DIB.....8..286S. doi : 10.1016/j.dib.2016.05.029. ISSN  2352-3409. PMC 4906129. PMID 27331103  . 
  106. ^ برودين ، مالين. فاليخوس، ماريا؛ أوبيدال، ميهايلا تاناس؛ منطقة ماريا كريستينا؛ تشينجا كاراسكو، غاري (سبتمبر 2017). “Lignocellulosics كموارد مستدامة لإنتاج البلاستيك الحيوي – مراجعة”. مجلة الإنتاج الأنظف . 162 : 646-664. بيب كود :2017JCPro.162..646B. دوى :10.1016/j.jclepro.2017.05.209. اتش دي ال : 20.500.12219/4447 . ISSN  0959-6526.
  107. ^ "26. الوقود الحيوي والبلاستيك الحيوي". الكيمياء الصناعية . 2015. ص 141-148. doi :10.1515/9783110351705.141. ISBN 978-3-11-035169-9.
  108. ^ Tran TH, Nguyen HL, Hwang DS, Lee JY, Cha HG, Koo JM, Hwang SY, Park J, Oh DX (2019). "خمس مواد نانوية مختلفة من الكيتين من مصدر متطابق مع وظائف وأداءات مفيدة مختلفة". بوليمرات الكربوهيدرات . 205. Elsevier Science BV، أمستردام: 392-400. doi :10.1016/j.carbpol.2018.10.089. ISSN  0144-8617. PMID  30446120. S2CID  53569630.
  109. ^ "Compostable.info".
  110. ^ "ASTM D6002 - 96(2002)e1 Standard Guide for Assessing the Compostability of Environmentally Degradable Plastics (Withdrawn 2011)". astm.org . مؤرشف من الأصل في 2019-12-21 . تم الاسترجاع في 2012-09-05 .
  111. ^ "ASTM D6866 - 11 طريقة اختبار قياسية لتحديد المحتوى الحيوي للعينات الصلبة والسائلة والغازية باستخدام تحليل الكربون المشع". Astm.org . تم الاسترجاع في 2011-08-14 .
  112. ^ "نشرة NNFCC – العدد 16. فهم المحتوى القائم على البيولوجيا – NNFCC". Nnfcc.co.uk. 2010-02-24 . تم الاسترجاع في 2011-08-14 .
  113. ^ "براسكيم". براسكيم . تم الاسترجاع 2011/08/14 .

قراءة إضافية

  • البلاستيك بدون البترول: تاريخ وسياسات البلاستيك "الأخضر" في الولايات المتحدة
  • البلاستيك والبيئة
  • "البناء الاجتماعي للباكليت: نحو نظرية للاختراع" في البناء الاجتماعي للأنظمة التكنولوجية ، ص 155-182
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعددة متعلقة بـ البلاستيك الحيوي .
  • تقييم سوق البلاستيك القابل للتحلل الحيوي في الصين أرشيف 2021-09-04 على موقع واي باك مشين ، مايو 2017، مركز أبحاث الصين الاستراتيجي GCiS
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bioplastic&oldid=1253906873"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate