پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB)

پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) جزو اعضای خانواده پلی هیدروکسی آلکانوات‌ها (PHA) است که به دلیل زیست‌تخریب‌پذیری کامل و سازگاری با محیط‌زیست، به‌عنوان جایگزینی پایدار برای پلاستیک‌های سنتی شناخته می‌شود. این پلیمر زیستی توسط میکروارگانیسم‌ها تولید شده و در صنایع مختلف از بسته‌بندی تا پزشکی کاربرد دارد.

ساختار پلی هیدروکسی بوتیرات

PHB یک پلی‌استر زیست‌تخریب‌پذیر با فرمول شیمیایی (C4H6O2)n  این پلیمر توسط میکروارگانیسم‌هایی مانند  خاص (مانند محدودیت نیتروژن) تولید می‌شود. ساختار بلوری بالای PHB (تا 60-70%) به آن استحکام و سختی مشابه پلی‌پروپیلن (PP) می‌بخشد، اما برخلاف PP، کاملاً  معمولاً خطی هستند و خواص مکانیکی آن‌ها به طول زنجیره و شرایط تولید بستگی دارد.

ویژگی‌های پلی هیدروکسی بوتیرات

• زیست‌تخریب‌پذیری: در محیط‌های طبیعی (خاک، آب دریا، کمپوست) توسط میکروارگانیسم‌ها تجزیه می‌شود.

• سازگاری زیستی: غیرسمی و مناسب برای کاربردهای پزشکی.

• استحکام مکانیکی: سختی و مقاومت کششی مشابه پلاستیک‌های سنتی مانند پلی‌پروپیلن.

• مقاومت حرارتی: نقطه ذوب بین 160-180 درجه سانتی‌گراد.

• منبع تجدیدپذیر: تولید از منابع زیستی مانند گلوکز، ضایعات کشاورزی یا روغن‌های گیاهی.

کاربردهای پلی هیدروکسی بوتیرات

• بسته‌بندی: تولید فیلم‌های نازک، کیسه‌های زیست‌تخریب‌پذیر و ظروف یک‌بارمصرف.

• پزشکی: ساخت بخیه‌های قابل‌جذب، ایمپلنت‌های زیست‌سازگار و سیستم‌های دارورسانی.

• کشاورزی: مالچ‌های کشاورزی زیست‌تخریب‌پذیر و گلدان‌های گیاهی.

• صنعت نساجی: تولید الیاف برای پارچه‌های پایدار.

• محصولات صنعتی: قطعات قالب‌گیری‌شده برای کاربردهای عمومی.

معایب پلی هیدروکسی بوتیرات

با وجود مزایای متعدد، PHB محدودیت‌هایی نیز دارد:

• هزینه تولید بالا: فرآیند تخمیر میکروبی و استخراج PHB هزینه‌بر است.

• شکنندگی: ساختار بلوری بالا باعث شکنندگی در برخی کاربردها می‌شود.

• سرعت تجزیه متغیر: در محیط‌های کم‌اکسیژن، تجزیه ممکن است کند باشد.

• پردازش‌پذیری محدود: به دلیل دمای ذوب بالا و ویسکوزیته، پردازش در برخی روش‌ها دشوار است.

مزایای پلی هیدروکسی بوتیرات

• کاهش آلودگی پلاستیکی: تجزیه کامل در محیط‌زیست و کاهش وابستگی به پلاستیک‌های نفتی.

• انعطاف‌پذیری کاربرد: مناسب برای صنایع پزشکی، بسته‌بندی و کشاورزی.

• تولید پایدار: استفاده از ضایعات زیستی و منابع تجدیدپذیر.

• ایمنی بالا: غیرسمی و مناسب برای تماس با مواد غذایی