در سال‌های اخیر، افزایش روز افزون استفاده از مواد پلیمری در صنایع مختلف، به ویژه صنایع بسته‌بندی و پزشکی در کنار مشکلات ناشی از بازیافت این مواد، به یک نگرانی جدی برای محیط زیست تبدیل شده است. به همین منظور نسل جدیدی از پلیمرها به عنوان «پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر» مورد توجه قرار گرفته‌اند. این پلیمرها توسط شرکت پارسا پلیمر شریف و با حمایت ستاد توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری تولید شده اند.

رزین نشاسته به عنوان زمینه‌ بسیاری از کامپوزیت‌های زیست تخریب‌پذیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال جذب رطوبت بالا و پایین بودن خواص مکانیکی، مانع از تولید انبوه این خانواده از پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر شده است.

 تاکنون مطالعات گسترده‌ای برای رفع این دو مشکل اساسی صورت گرفته است و در این میان، ترکیب نشاسته‌ ترموپلاستیک با پلیمرهای پایه نفتی و یا کامپوزیت سازی آن به عنوان دو راهکار اساسی برای رفع نقایص ذکر شده مطرح هستند. برای این منظور، الیاف و ذرات گوناگونی به عنوان فاز تقویت‌کننده در زمینه‌ نشاسته‌ ترموپلاستیک به کار گرفته می‌شود.

نکته‌ حائز اهمیت در این دو روش که ضمن حفظ زیست تخریب‌پذیر بودن محصول نهایی باید در نظر داشت، ایجاد خواص عملکردی قابل مقایسه با پلیمرهای پایه نفتی و هزینه‌ تولید قابل توجیه و قیمت تمام شده‌ رقابتی با آن‌ها است.

در این کار تلاش شده تا نانوکامپوزیتی بر پایه‌ نشاسته‌ ترموپلاستیک و نانوالیاف طبیعی سلولز ساخته شود تا علاوه بر رفع نقاط ضعف نشاسته‌ ترموپلاستیک، وابستگی به منابع نفتی را نیز کاهش دهد.

بهبود خواص مکانیکی نشاسته‌ ترموپلاستیک با استفاده از نانوالیاف طبیعی سلولز، افزایش پایداری حرارتی، ارتقا زیست تخریب‌پذیری و رفع مشکل جذب رطوبت نشاسته‌ی ترموپلاستیک از مهم‌ترین دستاوردهای این پژوهش است.

 نتایج این طرح در صنایع گسترده‌ای کاربرد خواهد داشت، برای نمونه می‌توان در صنایع بسته بندی و صنایع غذایی برای ساخت انواع ظروف یکبار مصرف یا در صنایع کشاورزی برای تولید انواع مالچ فیلم و گلدان از این مواد استفاده کرد.

انجام طرح حاضر علاوه بر ساخت نانوکامپوزیتی کاملا زیست تخریب‌پذیر که وابستگی صنایع به منابع محدود نفتی را مرتفع خواهد کرد، نگرانی‌های دوستداران محیط زیست را از بابت بازیافت و دفع بخشی از زباله‌های شهری را از بین خواهد برد.

از لحاظ کیفیت و هزینه نیز می‌توان ادعا کرد که این مواد می‌توانند نیاز صنایع را با هزینه‌ای پایین‌تر و خواصی نزدیک به پلیمرهای پایه نفتی متداول برطرف سازند.

 قیمت پایین، خواص مکانیکی مناسب مثل استحکام بالا و مقاومت سایشی مطلوب و از همه مهم‌تر زیست تخریب‌پذیری الیاف طبیعی، آن‌ها را به عنوان جایگزین مناسبی برای الیافی مانند شیشه، کربن و یا آرامید مطرح کرده است؛ لذا کامپوزیت‌های پایه نشاسته‌ حاوی الیاف طبیعی از اهمیت بالایی برخوردار هستند، زیرا به دلیل وجود شباهت در ساختار شیمیایی الیاف طبیعی و نشاسته، هنگامی که این الیاف در زمینه‌ نشاسته قرار می‌گیرد، اتصالی قوی بین این دو جزء برقرار می‌شود.

 این مسأله سبب بهبودی قابل ملاحظه در خواص مکانیکی کامپوزیت خواهد شد و علاوه بر این، سادگی و تشابه فرایند این دسته از کامپوزیت‌های پایه نشاسته با پلیمرها‌ی متداول صنعت بسته‌بندی، سبب کاهش هزینه‌ی محصول نهایی می شود.

مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

#23