Günlük hayatımızın bir parçası olan plastik ürünler, kanıtlanmış pek çok dezavantajlarına rağmen; kolay şekil alma, yumuşaklık parlaklık, transparanlık elastikiyet, nakliyede rahatlık ve ucuzluk gibi nedenlerden dolayı tercih edilen malzemeler olmuşlardır. Plastiklerin bugün ki küresel tüketimi, her yıl yaklaşık %5 büyüme ile 200 milyon tondan fazladır ve bu durum ham petrolün uygulama alanının büyüklüğünü ve plastik endüstrisinin ham petrole ne ölçüde bağımlı olduğunu gösterir. Sonuçta doğal gaz ve petrol fiyatlarının artışının plastik endüstrisini yakından ilgilendirmektedir.
Petrolden elde edilen sentetik polimerler (polietilenterefitalat (PET), polivinilklorid (PVC), polietilen (PE), polipropilen (PP), polistiren (PS) ve poliamid (PA)) , plastik atık olarak doğaya terk edildiklerinde, toprakta uzun süre parçalanamadığından çevre kirliliğine ve toksik madde birikimine neden olmaktadırlar. Yakılarak imha edildikleri zaman ise çevreye ve havaya toksik maddelerin salınımına neden olmaktadır.
Plastikler çöpe atıldığı zaman çürümeden, paslanmadan, çözünmeden ve biyolojik olarak bozulmadan doğada uzun yıllar kalmaktadır. Bazı plastikler, doğada 700 yıl bozulmadan kalabilmektedir. Suyun ve toprağın kirlenmesine, sulardaki canlılara zarar görmesine ve hatta ölümlerine neden olmaktadır.
Plastiklerin ucuz maliyeti bunların atık olarak atılmalarını özendirmekte, yeniden kullanımlarına yönelik çabalar açısından da engelleyici olmaktadır.
Geridöngü en çok ilgi çeken yöntem olmasına karşın, özellikle yiyecek paketlenmesi, vb. gibi uygulamalarda kullanılan polimerik malzemelerin geridöngü imkanı olmadığı veya zor/riskli olduğu için alternatif yöntemlerin kullanılması gerekir. Bu nedenlerle biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerin üretimi önem kazanmış ve petrol kökenli polimerlerin yerini almalarına yönelik çalışmalar artmıştır
İnsanoğlu tarafından kullanılan ilk polimerik malzemeler doğal (doğada bulunan)
polimerlerden hazırlanmıştır. Polisakkaritler (Nişasta, selüloz, kitin/kitosan, pultulan, dekstran, vb.) Proteinler (kollajen/ jelatin, kazein, ipek, elastin, albumin, fibrinojen, vb.)
Poliesterler (polihidroksialkonatlar) ve diğerleri (lignin, şelak, doğal kauçuk, poliglutamik asit, vb.) gibi doğal polimerlerin hemen hemen hepsi yenilenebilir doğal kaynaklardan elde edilebilmektedir. Bu polimerler bir döngü içinde doğada yaşamın gereği olarak sürekli üretilmekte ve parçalanmaktadır. Yaşam devam ettiği sürece doğal polimerlerin sonsuz bir kaynağının olduğu ve doğal çevrede atık sorununa neden olmayacakları şeklinde anlaşılabilir.
Doğal polimerler ya doğrudan ya da kimyasal olarak modifiye edildikten sonra fiziksel yöntemlerle işlenerek (şekillendirilerek) son ürün haline getirilirler. Bu polimerlerin en önemli dezavantajları, işlenmelerindeki zorluklar, kaynağa göre özelliklerinin önemli ölçüde değişmesi ve çoğu uygulama için fiziksel, mekanik, ve kimyasal dayanıklılıklarının yetersiz/sınırlı olmasıdır.
Yenilenebilen kaynaklardan imal edilmiş biyo-polimerler biyo-parçalanabilir ve toprağa karışabilir (kompostlanabilir) nitelik taşırlarsa verim artırıcı ve toprağı sağlayıcı bir rol oynarlar. Ancak yenilenebilen kaynaklı plastikler biyo-parçalanabilir ve toprağa karışabilir olmak zorunda değildir. Aynı zamanda; biyoplastikler yenilenebilen materyal tabanlı olmak zorunda da değildir çünkü; biyo-parçalanabilirlik maddenin kökeniyle değil doğrudan kimyasal yapısıyla ilgilidir. Polimerin yapısını sağlayan kimyasal bağın cinsi maddenin mikroorganizmalar tarafından parçalanıp parçalanamayacağı hakkında bilgi verir. Birçok sentetik polimer; doğal olarak karbon tabanlı polimerler olan nişasta selüloz lignin gibi biyo-parçalanabilir ve toprağa karışabilir özelliğe sahiptir. Doğal monomer tabanlı bazı biyo-plastikler polimerizasyon gibi kimyasal modifikasyonla biyo-parçalanabilir özelliklerini kaybederler. Örneğin NYLON 9 tipi polimerler; bunlar oleik asidin monomerlerinin polimerizasyonları ile oluşturulmuştur. Ayrıca Poliamid 11 Hint yağı monomerlerinden polimerizasyonla oluşturulmuştur.
Plastikler polimerler ve katkılar, stabilizatörler, renklendiriciler, işlem yardımcıları gibi diğer birçok kimyasallardan oluşturulan bileşiklerdir. Bunların miktarı ve çeşidi bir polimerden diğerine değişir, çünkü oluşan her ürün göreceği işlem ve gelecekteki uygulaması dikkate alınarak optimize edilmek zorundadır. Bu nedenlerden dolayı bir ürünü %100 yenilenebilir kaynakları kullanarak yapmak yakın gelecekte hiç mümkün değildir ve eğilim mümkün olan en yüksek oranda yenilenebilir kaynaklardan faydalanmak yönündedir. Şu ana kadar üretilen biyoplastikler %50 den daha fazla yenilenebilir kaynak içermektedir.
Çoğu biyoplastikler plastikler gibi geniş bir uygulama spektrumu gösterirler. Örneğin; atıklar için toplama çantaları tarımsal yapraklar bahçıvanlıkta, çocuk odası ürünleri, oyuncaklar, lifler, kumaşlar vb. ambalajlama ve teknik uygulamalar gibi diğer alanlar önem kazanan alanlardır.
Gıda ambalajlama alanında biyoplastik materyallerden beklenen performans; gıdayı içine alması onu çevreden koruması ve gıdanın kalitesini korumaktır. Sonuçta bu performansı sergilemek için polimerik ambalaj materyalinin yapısına bağlı olan mekanik ve bariyer özelliklerini kontrol etmek ve değiştirmek önemlidir. Bunun yanında biyoplastiklerin gıda ile etkileşim sırasında karakteristiğinde gerçekleşen değişimleri bilmekte önemlidir. Fosil yakıt kaynaklarından gelen bilinen ambalajlar, filmler, etiketler ve laminatların aksine, biyoparçalanabilen polimerlerin kullanımı insanoğlunu çevre kirliliğinden korumak adına doğru yönde gerçek bir adımı simgelemektedir.
Bu bakımdan önemli olan bu materyallerin işlev yönünden yalnızca fiziksel ve mekaniksel özelliklerini anlamak değil, gıda kalite özelliklerinin kaybedilmesinde potansiyel bir neden olduğu anlaşılan materyalin gıdaya uyumluluğu da önemlidir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder