บทความ¨ พลาสติกเป็นสารประกอบที่มนุษย์สร้างข - สถาบันวิจัยสภาวะ ...

More documents

Recommendations

Info

คำาว่าพลาสติกนั้นมาจากภาษากรีกว่า “Plastikos” ซึ่งมีความหมายว่า สามารถขึ้นรูปในรูปร่างต่างๆ ได้ โดยพลาสติก ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันสังเคราะห์ได้จากทั้งวัตถุดิบที่เป็นสารประกอบอินทรีย์และสารประกอบ อนินทรีย์ เช่น คาร์บอน ซิลิกอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และคลอไรด์ เป็นต้น พลาสติกสังเคราะห์ถูกนำามาใช้ในประโยชน์ด้านต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคือการ นำามาผลิตเป็นบรรจุภัณฑ์ของอาหาร ยารักษาโรค เครื่องสำาอางค์ สารเคมี แทนที่การใช้กระดาษหรือเซลลูโลสที่ได้จากพืช เนื่องจากพลาสติกสังเคราะห์มีคุณสมบัติพิเศษที่ดีกว่า (1) พลาสติกสังเคราะห์มีคุณสมบัติทางโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่า High Molecular Weight คือในหนึ่งโมเลกุลมีจำานวน อะตอมมากกว่าสารชนิดอื่นมากมาย จึงทำาให้มีคุณสมบัติที่ดีในหลายด้านพร้อมกันไป เช่น คุณสมบัติทางกายภาพ เช่น มี ความแข็งแรง เหนียว ยืดหยุ่น ทนต่อการศึกกร่อน ทนน้ำา ทนความร้อน และ คุณสมบัติทางเคมี เช่น ทนกรด ทนด่าง ทนทานต่อการกัดกร่อนด้วยสารเคมีหลายชนิด (2) นอกจากนั้นยังทนทานต่อการย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์ทางธรรมชาติอีกด้วย เนื่องจากพลาสติกสังเคราะห์จะต่อต้านการเกาะติดของจุลินทรีย์โดยจุลินทรีย์ในธรรมชาติไม่สามารถที่จะสร้างเอนไซม์ชนิดใหม่ ขึ้นมาเพื่อย่อยสลายพลาสติก สังเคราะห์ได้ จากความต้องการในการใช้พลาสติกที่เพิ่มมากขึ้นรวมกับคุณสมบัติที่มีความคงทนมากและไม่สามารถถูกย่อยสลาย ทางชีวภาพได้ ส่งผลให้เกิดการสะสมของขยะพลาสติกเป็นจำานวนมากและหากต้องการกำาจัดขยะพลาสติกเหล่านี้ด้วยวิธีการ เผาก็จะส่งผลให้เกิดการแพร่กระจายของมลพิษไปในอากาศ ดังนั้นจึงได้มีการคิดค้นผลิตพลาสติกรูปแบบใหม่ที่มีคุณสมบัติ แตกต่างไปจากพลาสติกสังเคราะห์ ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมตามที่กล่าวมาข้างต้น โดยพลาสติกรูปแบบ ใหม่ที่กล่าวถึงนั้นมีชื่อเรียกว่า พลาสติกชีวภาพ หรือ พลาสติกที่ถูกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หรือ “Biodegradable plastic” ตามข้อกำาหนด ISO 472:1988 พลาสติกที่ถูกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หมายถึง พลาสติกที่ได้รับการออกแบบมา เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีบางประการภายใต้สภาพแวดล้อมที่กำาหนด โดยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทาง เคมีนั้นเป็นผลมาจากกิจกรรมของจุลินทรีย์ตามธรรมชาติ ตามข้อกำาหนด ASTM D20.96 กล่าวว่า พลาสติกที่ถูกย่อยสลายได้ คือ พลาสติกที่สามารถถูกตัดพันธะของสาย โพลิเมอร์ได้ผ่านทางปฏิกริยาเคมี ชีวภาพ และกายภาพ ภายใต้สภาวะที่ส่งเสริมให้เกิดการย่อยสลายโครงสร้างของพลาสติก (3) ภาพพลาสติกที่ถูกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ที่มา : http://www.theinnovationdiaries.com/998/the-truth-about-biodegradable-plastic/ (4) พลาสติกที่ถูกย่อยสลายได้ทางชีวภาพถูกจำาแนกออกเป็น 4 ประเภทโดยใช้หลักเกณฑ์การจำาแนกจากกระบวนการ สังเคราะห์และแหล่งของวัตถุดิบที่นำามาใช้ในกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน ดังนี้ 16 วารสารสิ่งแวดล้อม ปีที่ 16 เล่มที่ 2
1. โพลิเมอร์ที่ได้มาจากวัตถุดิบที่เป็นมวลชีวภาพ (biomass) ได้แก่ วัตถุดิบที่เป็นพอลิแซคคาไรด์ ที่ได้จากแป้ง ข้าวสาลี แป้งมันฝรั่ง แป้งข้าวโพด หรือ วัตถุดิบที่เป็นผลิตภัณฑ์ลิกโนเซลลูโลส เช่น ฟาง ไม้ เป็นต้น นอกจากนั้นยังรวม ไปถึงวัตถุดิบในกลุ่มของไคโตซานและไคติน ซึ่งเมื่อนำามาละลายในกรดอินทรีย์จะมีลักษณะเป็นสารละลายเหนียวใสคล้ายวุ้น และสามารถนำามาขึ้นรูปเป็นพลาสติกได้ หรือวัตถุดิบในกลุ่มคอลลาเจนและเจลาตินที่สกัดได้จากโปรตีนพืชและสัตว์ก็สามารถ นำามาขึ้นรูปเป็นพลาสติกได้เช่นกัน 2. โพลิเมอร์ที่ได้มาจากการผลิตจากจุลินทรีย์ ได้แก่โพลิเมอร์ในกลุ่ม PHAs เช่น Poly(hydroxybutyrate) (PHB) และ Poly(hydroxybutyrate cohydroxyvalerate) (PHBV) เป็นต้น (5) 3. โพลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้นจากกระบวนการทางเคมี ที่ใช้วัตถุดิบที่เป็นโมโนเมอร์ที่ได้จากผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เช่น ข้าวโพด มันสำาปะหลัง อ้อย เป็นต้น โดยเมื่อผ่านกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพแล้วจะเปลี่ยนแป้งที่ได้จากวัตถุดิบ ไปเป็นน้ำาตาลและเปลี่ยนน้ำาตาลไปเป็นโมโนเมอร์ ซึ่งก็คือ กรดแลคติก (Lactic acid) และนำากรดแลคติกที่ได้มาต่อเชื่อม เป็นโพลิเมอร์สายยาว ซึ่งโพลิเมอร์ประเภทนี้คือ Poly(lactic acid) (PLA) (6) 4. โพลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้นจากโมโนเมอร์หรือโพลิเมอร์จากอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มหลัก คือ กลุ่มที่มีโครงสร้างเป็นโซ่สายตรง เช่น Poly(butylene succinate) (PBS) ที่ได้จากโมโนเมอร์คือกรดซัคซินิคและ 1,4 –บิวเทนไดออล และ กลุ่มที่มีโครงสร้างเป็นวงอะโรมาติก เช่น Poly(butylene adipate/terephthalate) (PBAT) เป็นต้น (6) จากการจำาแนกประเภทตามที่กล่าวมาข้างต้นจะสังเกตเห็นได้ว่าพลาสติกที่ถูกย่อยสลายได้ทางชีวภาพเฉพาะประเภท ที่ 4 เท่านั้นที่ไม่ได้สังเคราะห์ขึ้นจากวัตถุดิบที่เป็นทรัพยากรธรรมชาติที่สามารถสร้างทดแทนใหม่ได้ หรือที่เรียกว่า “Renewable resources” แต่ทั้ง 4 ประเภท สามารถถูกย่อยสลายได้ภายใต้กระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพหรือที่เรียกว่า “Biodegradation” กระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ เป็นกระบวนการย่อยสลายที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมของจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย รา ยีสต์ แอคติโนมัยซิส เป็นต้น ดังนั้นกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพจึงนำาไปสู่การหมุนเวียนของคาร์บอน และหากมีการย่อยสลายต่อไปได้อย่างสมบูรณ์ จะได้ผลผลิตสุดท้ายเป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำา สารอนินทรีย์ และ มวลชีวภาพ กระบวนการย่อยสลายพลาสติกชีวภาพ เริ่มจากการทำางานร่วมกันของจุลินทรีย์และปัจจัยภายนอกที่ส่งผลให้ พลาสติกชีวภาพแตกออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ขั้นตอนนี้เรียกว่า “Biodeterioration” หลังจากนั้นจุลินทรีย์จะปล่อยเอนไซม์ ออกมานอกเซลล์เพื่อย่อยสายโพลิเมอร์ของพลาสติกชีวภาพ ขั้นตอนนี้เรียกว่า “Depolymerisation” กลายเป็นโมเลกุล เล็กๆ ซึ่งโมเลกุลที่เกิดขึ้นจากการย่อยสลายเหล่านี้จะถูกซึมผ่านเข้าไปในเซลล์ของจุลินทรีย์ผ่านทางเยื่อหุ้มเซลล์และส่งเข้า สู่กระบวนการสันดาปเพื่อนำาไปใช้ในการสร้างพลังงานและมวลชีวภาพ ขั้นตอนนี้เรียกว่า “Assimilation” (7) ภาพแสดงกระบวนการย่อยสลายพลาสติกชีวภาพ ที่มา : http://www.npc-se.co.th/npc_date/npc_previews.asp?id_head=11&id_sub=36&id=429(8) วารสารสิ่งแวดล้อม ปีที่ 16 เล่มที่ 2 17
Page 1: บทความ¨ จุฑา
Page 5: อ้างอิง (1) Shah, A.

บทความ¨ พลาสติกเป็นสารประกอบที่มนุษย์สร้างข - สถาบันวิจัยสภาวะ ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?