كيف تقارن قابلية التحلل البيولوجي للبولي (الإيثيلين 2،5-فورانديكاكسيليت) (PEF) بالمواد البلاستيكية القابلة للتحلل الأخرى؟

آلية التحلل الحيوي: بولي (الإيثيلين 2،5-فورانديكاكسيليت) (PEF) مشتق من المواد الأولية المستندة إلى الحيوي المتجددة مثل السكريات النباتية ، ولكن قابلية التحلل الحيوي تتأثر بالهيكل الكيميائي للبوليمر. على عكس البوليمرات مثل PLA و PHA ، التي لها هياكل أكثر بساطة وأكثر أليفاتية يتم مهاجمتها بسهولة أكبر من قبل الإنزيمات الميكروبية ، تتضمن PEF المونومرات التي تستند إلى فران والتي تجعلها أقل عرضة للتحلل الميكروبي السريع. يمنح وجود حلقات عطرية في PEF بنية أكثر صلابة ، وهو مفيد من حيث الاستقرار والخصائص الميكانيكية ولكنه يجعل البوليمر أكثر مقاومة للانهيار الميكروبي ، وبالتالي إبطاء عملية التحلل الحيوي. على الرغم من أن هذه الفائدة في التطبيقات التي تكون فيها المتانة أساسية (كما هو الحال في العبوات والأفلام) ، فقد يحد من فعاليتها في التطبيقات التي تتطلب التحلل الحيوي السريع في البيئات الطبيعية.

الظروف البيئية للتدهور: يعتمد التحلل الحيوي لـ PEF ، مثل معظم المواد البلاستيكية القابلة للتحلل ، بشكل كبير على الظروف البيئية التي يتم التخلص منها. بالنسبة إلى PEF ، تكون عملية التحلل أكثر كفاءة في ظل الظروف الخاضعة للرقابة ، مثل تلك الموجودة في مرافق التسميد الصناعي. في هذه البيئات ، تمكن درجات الحرارة المرتفعة ووجود الكائنات الحية الدقيقة التي يتم تكييفها لتحطيم البوليمرات من البوليمر من التدهور بمرور الوقت. على النقيض من ذلك ، فإن البلاستيك مثل PLA و PHA قابلة للتحلل بسهولة في ظل مجموعة واسعة من الظروف ، بما في ذلك في البيئات الطبيعية مثل التربة أو البيئات المائية ، حيث تكون السكان الميكروبية أكثر تنوعًا. ومع ذلك ، فإن الهيكل الأكثر تعقيدًا لـ PEF يعني أنه قد يستمر في البيئة لفترة أطول من PLA أو PHA ، وخاصة في غياب البنية التحتية للتسميد الصناعي. قد يؤدي ذلك إلى مخاوف بشأن قدرة PEF على التحلل الحيوي بالكامل في بيئات مثل النظم الإيكولوجية البحرية ، حيث يمثل التلوث البلاستيكي بالفعل مشكلة مهمة.

مقارنة مع جيش التحرير الشعبى الصينى: PLA (حمض بولييلاكتيك) هو بلاستيك آخر قابل للتحلل على نطاق واسع مصنوع من الموارد المتجددة مثل الذرة أو قصب السكر. بنية PLA أبسط ، مع مونومرات حمض اللبنيك التي يتم تقسيمها بسهولة أكبر عن طريق الكائنات الحية الدقيقة التي تحدث بشكل طبيعي في مجموعة متنوعة من البيئات ، بما في ذلك السماد والتربة والبيئات البحرية. هذا يجعل PLA خيارًا أكثر سرعة قابلة للتحلل مقارنة بـ PEF. يحدث التحلل الحيوي لـ PLA بشكل عام في غضون بضعة أشهر في مرافق التسميد ، اعتمادًا على سمك المنتج ، في حين أن معدل التحلل الحيوي في PEF أبطأ ، خاصة في ظل الظروف البيئية خارج السماد الصناعي. PEF أكثر استقرارًا ولديه خصائص ميكانيكية فائقة مثل قدرات القوة والقدرات العالية ، والتي يمكن أن تكون مفيدة لبعض تطبيقات التغليف. ومع ذلك ، عند النظر في الاستدامة البيئية ، قد يؤدي التحلل الحيوي الأبطأ في PEF إلى ثبات أطول في مدافن النفايات أو الموائل الطبيعية ، مما قد يؤدي إلى تأثير بيئي أطول.

مقارنة مع PHA: تمثل polyhydroxyalkanoates (PHA) واحدة من أكثر المواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي المتوفرة اليوم. يتم إنتاج PHA بواسطة البكتيريا من خلال عمليات التخمير ويظهر قابلية التحلل الحيوي الممتاز في مجموعة واسعة من البيئات ، بما في ذلك التربة والمياه العذبة والبحرية. على عكس PEF ، التي هي أبطأ في التحديث الحيوي ، تنهار PHA بسرعة في كل من البيئات الهوائية واللاهوائية ، مما يقلل من بصمتها البيئية على المدى الطويل. يعد التحلل الحيوي الأسرع لـ PHA ميزة واضحة في التطبيقات التي يكون فيها التأثير البيئي مصدر قلق كبير ، خاصة في البيئات البحرية التي تكون فيها النفايات البلاستيكية مشكلة متزايدة. يوفر PEF قوة ميكانيكية أعلى ، وخصائص الحاجز المتفوق ، والاستقرار الحراري الأفضل ، مما يجعله أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب المتانة ، كما هو الحال في بعض أنواع تغليف الأغذية والمشروبات. على الرغم من أن PEF ليست قابلة للتحلل مثل PHA ، إلا أنها تظل خيارًا جذابًا لأولئك الذين يحددون الأولوية للأداء على التحلل الحيوي السريع.