@

⌫

ลาสตกนบวามบทบาทสำคญตอการดำรงชวต หากเราไดมโอกาสไปเดนซอสนคาไม

วาทใดกตาม จะพบวาผลตภณฑเกอบทกชนดทเราซอ อาหารสวนใหญทเราร บประทาน และเคร องด มจำนวนมากทเราดมลวนผลตขนหรอถกบรรจอยภายในภาชนะทเรยกวาพลาสตกดวยกนทงสน การใชพลาสตกมปรมาณสงตามปรมาณประชากรโลกทเพมขนอยางตอเนองในแตละป ในทำนองเดยวกนของเหลอทงทมาจากผลตภณฑพลาสตกกยอมมปรมาณมากขนตามกน ดงนน

พ ความเขาใจเกยวกบพลาสตก รวมถงผลกระทบจากการใชวตถดบในการผลตกระบวนการผลต การใชผลตภณฑ และการกำจดผลตภณฑพลาสตก จงเปนสงจำเปนสำหรบมนษยผซ งอาศยอยบนโลกใบเดยวกน ทงนเพอเปนแนวทางในการรวมกนลดภาระการจดการของเสยทมอย และปองกนมลพษทอาจเกดขนอกหลายดานในอนาคตอนใกล

พลาสตกเปนวสดทผลตจากสารพอลเมอร (polymer) หลายชนดมาสรางพนธะรวมกน คำวา poly แปลวามาก สวนคำวา mer แปลวา สวนหรอ

สวนประกอบ ดงน น polymer จงหมายความวา หลายๆ สวน มารวมกนแตละส วนของ polymer เร ยกว าmonomer หรอ monomeric unit ซงสามารถสรางพนธะเปนสายโซตอเนองกน เกดเปน polymer ทมโมเลกลใหญมสตรโครงสรางสลบซบซอน มความแขงแรง และยดหยนขน polymer เกดขนไดหลายรปแบบ แตละรปแบบจะสรางผลตภณฑท แตกตางกนออกไปเชน พรมเดครอน (พรมททำดวยเสนใยสงเคราะห มสมบตทเหนยวทนทานไมยน มชอทางการคาวา Dacron) ทำ

เทคโนโลยทเปนมตรกบสงแวดลอม

ไบโอพลาสตก...ไบโอพลาสตก...เทคโนโลยทเปนมตรกบสงแวดลอม

รมณย หวงดธรรมสถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย 196 ถนนพหลโยธน จตจกร กรงเทพฯ 10900

@

⌫

⌫

@

จากพอลเมอรชนดทสรางพนธะเรยงตอกนเปนสายโซแนวตรง ขวดแชมพและเหยอกนมทมความออนนมยดหยนได ทำจากพอลเมอรชนดทสรางพนธะแบบมกงกานหรอเปนแขนง ยางรถยนตและลกโบวลง ทำจากพอลเมอรทสรางพนธะแบบเชอมโยง เปนตน

พลาสตกจากพอลเมอรสงเคราะหกบพลาสตกจากไบโอพอลเมอร

ส วนผสมหล กของพลาส-ตก คอ สารพอลเมอร การผลตโดยใชสารพอลเมอรตางชนด และตางกระบวนการจะไดพลาสตกตางชนด ตางรปแบบ ขนอยกบวตถประ-สงคของการนำพลาสตกชนดน นไปผลตผลตภณฑอะไร อยางไรกตามวสดท เราเรยกวา พลาสตกจะตองมขอกำหนด 3 ประการ คอ

1. มสารพอลเมอรเปนสวนผสมหลก

2. ตองอย ในสถานะท เปนของเหลว ณ ชวงใดชวงหนงระหวางกระบวนการผลต

3. เม อส นสดกระบวนการผลต ผลตภณฑส ดทายตองอย ในสถานะทเปนของแขง

พลาสตกท ใช ก นอย ท กวนน สวนใหญผล ตจากพอลเมอร สงเคราะห ซ งมสารพวกปโตรเคมเปนสวนผสมหลก พอลเมอรสงเคราะหเหลานจะสรางพนธะตอกนเปนโซยาวจนเปนโมเลกลใหญ แตการใชสารพอลเมอรอยางเดยวในการผลต ยงไมเพยงพอ เนองจากอาจทำใหผลตภณฑดแขงแรง แตเปราะเกนไป บดงอไดแตยดหรอหดตวมากเกนไป หรอพลกงอและยดหยนไดด แตรปลกษณไมสวยงามไมตองใจ ดงนนระหวางกระบวนการผลตจงมกมการเตมสาร plastici-zers (สารเพมความยดหยน และออนนม) และสารตวเตมอ นๆ เพ อเพ มความทนทาน ความยดหยนและปรบปรงรปลกษณของผลตภณฑใหดดย งข นการเพมสมบตของวสดโดยการเตมสารชนดตางๆ ดงกลาว เปนการเปลยนแปลงสมบตทางฟสกสและเคมของสารพอล-เมอรตงตน ซงนอกจากทำใหนำหนก

โมเลกลใหญข นแลว ยงทำใหสารพอลเมอรมสมบตเปนสารพวก hydro-phobic เปนผลใหพลาสตกและผลต-ภณฑพลาสตกท ผลตจากพอลเมอรเหลานเกดการสญเสยความสามารถในการยอยสลายโดยเช อจ ล นทรย ในธรรมชาตเม อส นสดอายการใชงานการไมย อยสลายของวสดท ใช ผลตพลาสตกนเองทเพมภาระการจดการของเสยเน องจากการนำไปถมทวางเปลาหรอฝงกลบ ซงเปนวธการกำจดขยะท ง าย และประหยดคาใช จ ายไมสามารถแกปญหาขยะพลาสตกท ไมยอยสลาย นอกจากน การเผาทำลายยงทำใหเกดแกสพษ และกลนไมพ งปรารถนาท อาจก ออ นตรายตอการดำรงชพของสงมชวตได

การลดภาระการจดการของเสยทเปนพลาสตก หรอขยะพลาสตกท ไมยอยสลาย โดยการนำมาใชซำ(reuse) การหมนเวยนกลบมาใชใหม(recycle) หรอลดปรมาณการใช (re-duce) ดวยการใชวสดชนดอนทยอยสลายไดเขามาทดแทน กสามารถลด

@

⌫

@

⌫

ปญหาไดในระดบหน ง แตส งท ควรคำนงถงเก ยวกบการนำผลตภณฑพลาสตกมาใชซำ หรอหมนเวยนกลบมาใชใหม คอ

1. การปนเปอนของการนำผลตภณฑพลาสตกมาใชซำ หรอหมนเวยนกลบมาใชใหม

2. จำนวนคร งของการนำผลตภณฑมาใชซ ำ หรอหมนเวยนกลบมาใชใหม

ผล ตภณฑพลาสตก โดยเฉพาะผลตภณฑท เป นบรรจภณฑเมอนำมาใชซำควรมการคดแยก และ

ทำความสะอาดไดอยางแทจรงดวยกรรมวธทเหมาะสม ตามวตถประสงคของการนำไปใชงานซำ จำนวนครงของการทำความสะอาดและการใชซำ ทำใหผล ตภณฑพลาสตกเส อมสภาพเน องจากสภาพของวสดท ใชในการผลต ขดจำกดของการใชผลตภณฑพลาสตกซำ จงอาจข นกบดลยพนจของผใชงาน

กรณหมนเว ยนผลตภณฑพลาสตกกลบมาใชใหม การคดแยกและการทำความสะอาดผล ตภณฑคอนขางยงยาก และมคาใชจายในการ

ดำเนนการสง เนองจากตองจดกลมตามชนดของพลาสตกในขนตอนการคดแยก และกำจดสงปนเปอน เชนอาหาร หมกพมพ และสงแปลกปลอมอนๆ ทตดมากบผลตภณฑพลาสตกออกใหหมดกอนนำเขากระบวนการหมนเวยนกลบมาใช ย งไปกวาน นพลาสตกท นำเขากระบวนการหมนเวยนกลบมาใช มกทำใหระบบการทำงานของเครองจกรหยดชะงก และผลตภณฑท ผลตข นใหม มคณภาพท ด อยลง อนเปนผลจากการเส อมสภาพของพอลเมอรท ผ านกระบวน

⌫

@

BIOPLASTICไบโอพอลเมอรสไบโอพลาสตก ทาง

เลอกใหมสำหรบโลกในอนาคต

เม อเรานกถ งบางส งบางอยางทยอยสลายได เรามกจะนกถงภาพการแยกออกเป นช นเล กช นนอยแลวเก ดการสลายและหายไปเชนเดยวกบไบโอพลาสตก ซ งผลตจากไบโอพอลเมอร ท ได จากว สดธรรมชาต สามารถยอยสลายไดดวยกระบวนการทางชวภาพ แลวเปลยนไปเปนธาตคารบอน ออกซเจน และไฮโดรเจน โดยจะยอยสวนประกอบท เป นว สด ธรรมชาต เช น พวกคารโบไฮเดรต โปรตนจากถ ว และไตรกลเซอไรด เปนตน ระยะเวลาการยอยสลายข นอย กบนำหนกโมเลกลชน ดและปร มาณไบโอพอล เมอร ท ใช เป นสวนผสมในการผลตไบโอพลาสตก เชน ไบโอพลาสตกทผลตจากแปงเพยงอยางเดยว เม อไดรบความชน แปงจะเกดการพองตว และเสยรป จากนนกจะเกดการยอยสลายไปอยางรวดเรว และปลอดภย กลายเปนว ตถด บท ค นกลบส ธรรมชาตกลมกลนไปกบสภาพแวดลอม แตเมอนำแปงผสมเขากบไบโอพอลเมอรชนดอนหรอพอลเมอรทไมยอยสลายปรมาณเลกนอยกจะทำใหไบโอพลาสตกและผลตภณฑทผลตไดมความแขงแรงทนทานยงข น ดงนน การผลตไบโอพลาสตกเพอการผลตผลตภณฑใดๆจงตองพจารณาถงวตถประสงคของการใชงานเปนหลก อยางไรกตาม การยอยสลายงายของไบโอพลาสตกทผลตจากวสดทธรรมชาตสามารถสรางขนใหมไดทำใหผลตภณฑไบโอพลาสตกไมแขงแรงทนทาน มอายการใชงานสนกวา อกทงตนทนการผลตกสงกวาเมอเทยบกบพลาสตกสงเคราะหทวไปทผลตจาก

การผลตซ ำหลายคร ง การพฒนาเทคโนโลย สม ย ใหม ได ม การนำพลาสตกทไมยอยสลายเขาสกระบวนการหมนเว ยนกลบมาใช แลวทำการแปรสภาพวสดกลบไปเปนสารตงตน (feed monomer) เพอนำไปผล ตสารพอล เมอร สำหร บผล ตพลาสตก และผลตภณฑพลาสตกขนมาใหมได อยางไรกตาม การแปรสภาพพลาสตกกลบไปส สารต งตนทำใหตนทนของสารตงตนเพมขน สงผลใหตนทนการผลตผลตภณฑ (finalplastic หรอ finished product) สงขนตามไปดวย ซงแมจะเปนการชวยลดภาระการจดการกบของเสยจำพวกพลาสตกทไมยอยสลาย แตระหวางกระบวนการแปรสภาพพลาสต กก อาจกอใหเกดมลพษทางอากาศ หรอทางนำ อนเปนการลดภาระการจดการมลภาวะด านหน งแล วไปก อมลภาวะดานอ นอกหลายดานตาม

กนไปเทคโนโลยการนำพลาสตก

ท ไมยอยสลายหมนเวยนกลบมาใชใหม แมจะไดรบการพฒนาอยางไมหยดย ง แตกไมสามารถแกปญหาเร องตนทนการผลตใหลดตำลงในระดบทผผลตยอมรบได ประกอบกบความตองการใชพลาสตกและผลต-ภณฑพลาสตกมปรมาณเพมขนอยางตอเน อง จงเกดความกงวลเก ยวกบปรมาณของเสยทเพมขน และทรพ-ยากรท นบวนมแตจะลดนอยลง ซ งหากไดมการศกษาเพอแสวงหาแหลงวตถดบชนดใหม หรอวสดพอลเมอรธรรมชาตท สามารถยอยสลายไดมาใชผลตพลาสตกในอตสาหกรรมแลวกนาจะเปนการเพมและกระตนความสนใจใหเกดการนำพอลเมอรชนดใหมน มาใชผลตพลาสตกท ยอยสลายไดตอไปในอนาคตขางหนาดวย

B I O

P L

A S

T I

C

@

⌫

BIOPLASTICสารปโตรเคมทไดจากธรรมชาต แตไม

สามารถสรางขนใหม ซงหากไดมการพฒนาดานความแขงแรง ทนทาน โดยทำใหความสามารถในการยอยสลายบรรลผลสำเรจอยางแทจรง และลดตนทนการผลตตำลงไดแลว กจะทำใหผลตภณฑไบโอพลาสตกมอนาคตสดใสยงข น ดงนนการพฒนาผลตภณฑทสมฤทธผลจงอาจเรมจากการเลอกใชวสดธรรมชาตทหาไดงาย มปรมาณมากราคาถก และสามารถปรบปรงคณภาพเพ อให ผล ตภ ณฑ ม ความทนทานแขงแรงขณะใชงาน โดยมปจจยในการพจารณาถงผลกระทบท ม ต อสภาพแวดลอม คอ

1. เปนวสดธรรมชาตทใชแลวสามารถเกดขนใหมได โดยพจารณาวาวสดนนสามารถเกด หรอเจรญเตบโตข นใหมเพ อใหทนตอการนำไปผลตไบโอพลาสตกหรอไม เชน วสดทผลตจากเมลดถวนำมาใชประโยชนไดเรวกวาทผลตจากไม

2. มความสามารถในการยอยสลาย โดยพจารณาจากระยะเวลา

การยอยสลายหลงการเลกใชงาน3. ลดปรมาณของเสยทเกด

โดยพจารณาปรมาณของเสย หรอมลภาวะทเกดขนระหวางกระบวนการผลตไบโอดพลาสตก หรอเมอเลกใชผลตภณฑแลว อนทจรงวสดธรรมชาตหลายชนดไดมการพฒนาสมบตทางเคมและฟสกส ใหกลายเปนไบโอพอลเมอรสำหรบผลตผลตภณฑไบโอพลาสตกทมความแขงแรง ทนทาน ยดหยน และหกงอได ซงปจจบนไดมการขยายการผลตออกมาในเชงการคา เชน cellu-lose collagen casein polyesters แปงโปรตนจากถว และขาวโพด เปนตนและในบรรดาวสดธรรมชาตทงหลายเหลาน แปงนบวามจำนวนมากและราคาถกทสด เนองจากสามารถหาไดงายจากพชชนดตางๆ เชน ขาวโพดขาวสาล มนฝรง มนเทศ มนสำปะหลงเปนตน แตแปงมขดจำกดการใชงานคอนขางนอย เนองจากไบโอพลาสตกทผลตจากแปงโดยตรง เกดการพองตวและเสยรปงายเมอไดรบความชน จงได

มการใชเชอจลนทรยเขาไปยอยสลายแป งแล วเปล ยนแป งให กลายสารmonomer ทเรยกวา กรด lactic หลงผานกระบวนการ polymerization กรดlactic จะเชอมโยงตอกนเปนสายโซยาวเรยกวา polymer ซงจะสรางพนธะตอไปอก จนกลายเปนพลาสตกทเรยกวา polylactic acid (PLA) นอกจากนเชอจลนทรยหลายชนดยงใชแปงในการสงเคราะหและสะสมพอลเมอรท ม ขนาดโมเลกลใหญข นภายในเซลลได แก poly-β-hydroxyalkanoate(PHA), poly-β-hydroxybutyrate(PHB) และ poly-β-hydroxyvalerate(PHV) เปนตน

ปจจบนไบโอพลาสตกจากไบโอพอลเมอรทไดจากการเปลยนแปลงของแปง หรอจากแปงโดยตรง สามารถนำมาใชผลตผลตภณฑหลายประเภทเชน ถงและกระสอบบรรจปย ภาชนะบรรจอาหารจานดวน บรรจภณฑตางๆแผนฟลมสำหรบหอของและคลมตนกลาของพชสำหรบกนแมลง ผาออมและผลตภณฑอนๆ เชน บรษทโตโยตาเปนบรษทผลตรถยนตรายแรกของโลกทใช polylactic acid (PLA) ในการผลตชนสวนรถยนต และปลอกครอบยางอะไหลรถยนต บรษทมตซบชพลาสตกประสบความสำเรจในการเพมความแขงแรง และความสามารถในการตานทานความรอนของ polylactic acidโดยนำมาทำปฏกรยาทางเคมรวมกบไบโอพลาสตกและสารตวเตมอ นๆไบโอพลาสต กชน ดใหม ท ผล ตข นสามารถนำมาผลตกลอง และโครงพลาสตก สำหรบผลตภณฑชนใหมของบรษท Sony ในขณะเดยวกน บรษทNEC ไดทดลองใช polylactic acidผสมกบเสนใยปอในปรมาณรอยละ 20โดยนำหนก เพ อการผลตผลตภณฑเกยวกบอเลกทรอนกสทมความแขงแรง

BIOPLASTIC

BIOPLASTIC

⌫

@

BIOPLASTICและตานทานความรอนสง เปาหมาย

ในระยะเวลา 2 ปขางหนาของบรษทNEC คอ การใชไบโอพลาสตกชนดใหมนเพยงอยางเดยวในการผลตผลตภณฑเชน ทำกลองดานนอกของชดคอมพว-เตอร และผลตภณฑชนดอนทสามารถใชประโยชนซบซอนย งข น ซ งในปจจบน ประเทศญป นไดมการใชพลาสตกประมาณ 14 ลานตนตอปหากการผลตไบโอพลาสต ก หรอพลาสตกทเปนมตรตอสงแวดลอม มปรมาณการผลตเพมขนเพยงปละ 1หมนตน แลวคาดวาในป 2005 นตลาดสำหรบไบโอพลาสตกคงจะเตบโตอยางชนดทคาดไมถงเลยทเดยว

กลาวโดยสรปกคอ พลาสตกหรอผลตภณฑพลาสตกท ผลตจากพอลเมอรสงเคราะหจากสารปโตรเคมทใชกนอยท วไป แมจะมราคาถก มความแขงแรงและมอายการใชงานนาน แตความทนทานและการยดเกาะกนอยางเหนยวแนนของเนอพลาสตก

ทำใหพลาสตกไมสามารถยอยสลายไดดวยกระบวนการทางชวภาพ อนเปนการสรางภาระการจดการขยะ หรอของเหลอทง ดงนนจงไดเกดการศกษาวจยเพอนำวสดธรรมชาตทหาไดงายมปรมาณมาก และราคาถก มาทดลองผลตไบโอพอลเมอร เพ อการผลตไบโอพลาสตก ซงการผลตไบโอพอล-เมอรโดยใชวสดธรรมชาตเปนวตถดบน นอกจากจะใชพลงงานในการสง-เคราะห และยอยสลายตำแลวยงทำใหดนมสภาพดในการยอยสลาย ลดการเกดฝนกรดและสรางสภาพแวดลอมโดยรวมทดตามไปดวย นอกเหนอจากนน ผลตภณฑไบโอพลาสตกทไดรบการพฒนาแลวยงมสมบตในดานความแขงแรง ยดหยน และทนทานตอการใช งานได ด เช นเด ยวก บพลาสต กสงเคราะหจนสามารถผลตออกสตลาดมากข น แมในปจจ บ นจะมการนำpolylactic acid (PLA) และ poly-β-hydroxyalkanoate (PHA) ออกมา

ใชบางแลว แตตนทนการผลตทคอนขางสง ทำใหไบโอพลาสตกมราคาแพงกวาพลาสตกสงเคราะหท ใชกนทวไปอย 2-3 เทา อยางไรกตาม ในอนาคตขางหนาหากไดมการสนบสนนและพฒนาการใชทรพยากรทสามารถสรางขนใหมในการผลตไบโอพลาสตกโดยทำการประเมนหรอกำหนดอายการใช งาน ศกษาผลกระทบและระยะเวลาการย อยสลายของผลต-ภณฑ หลงการเลกใชงานพรอมท งหาวธการบรหารจดการท เหมาะสมลดตนทนการผลต เสรมความร และสรางความเข าใจแกผ เก ยวข องใหมากข นแล ว กจะทำใหผล ตภณฑไบโอพลาสตกกลายเปนทนยม และยอมร บของคนท ง โลกในอนาคตขางหนาได

เอกสารอางองBiodegradable Plastic-Developments and Environment Impacts : Nolan-ITU Pty. Ltd., Prepared in Association with

Excel Plas Australia. October, 2002 : http://www.deh.gov.au/industry/waste/biodegradable/chapter 9-12.html

Biodegradable plastics from Renewable Sources : http://www.jrc.es/pages/iptsreport/vo110/english/Env1E106.htm

Biodegradable : http://www.worldwise.com/biodegradable.htm/Biodegradable Plastics. : Year of Publication : 2003 : http://www.tifac.org.in./offer/tlbo/rep/st168.htmBiodegradable/Compostable : http://www.eco-foam.com/biodegradable.aspLearn about plastics : http://www.greenplastics.com/plastics.htm/Learn about plastics as materials : http://www.greenplastics.com/plastics-materials.htm/Learn about plastics and the environment : http://www.greenplastics.com/green.htm/Learn about green plastics: http://www.greenplastics.com/green.htm/Making packaging greener-biodegradable plastics : http://www.science.org.au/nova/061/061key.htm