في السنوات الأخيرة، امتد التركيز العالمي على الاستدامة ليشمل صناعة التغليف. لطالما هيمنت الأغشية البلاستيكية التقليدية، مثل البولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، على السوق بفضل متانتها وتعدد استخداماتها. ومع ذلك، دفعت المخاوف بشأن تأثيرها البيئي الاهتمام إلى...فيلم قابل للتحلل الحيويبدائل مثل السيلوفان وحمض البولي لاكتيك (PLA). تقدم هذه المقالة مقارنة شاملة بين الأغشية القابلة للتحلل الحيوي وأغشية PET التقليدية، مع التركيز على تركيبها، وتأثيرها البيئي، وأدائها، وتكلفتها.
تكوين المواد ومصدرها
فيلم PET التقليدي
PET هو راتنج بلاستيكي صناعي يُنتج من خلال بلمرة الإيثيلين جلايكول وحمض التريفثاليك، وكلاهما مشتق من النفط الخام. ولأنه مادة تعتمد كليًا على الوقود الأحفوري غير المتجدد، فإن إنتاجه يستهلك كميات كبيرة من الطاقة، ويساهم بشكل كبير في انبعاثات الكربون العالمية.
فيلم قابل للتحلل الحيوي
-
✅فيلم السيلوفان:فيلم السيلوفانهو غشاء بوليمر حيوي مصنوع من السليلوز المُجدد، والمُستخرج أساسًا من لب الخشب. يُنتج هذا الغشاء باستخدام موارد متجددة كالخشب أو الخيزران، مما يُسهم في استدامته. تتضمن عملية التصنيع إذابة السليلوز في محلول قلوي وثاني كبريتيد الكربون لتكوين محلول فيسكوز. يُضغط هذا المحلول بعد ذلك عبر شق رفيع ويُعاد إنتاجه ليُشكل غشاءً. على الرغم من أن هذه الطريقة تستهلك طاقةً معتدلة وتتضمن عادةً استخدام مواد كيميائية خطرة، إلا أنه يجري تطوير عمليات إنتاج أحدث للحد من الأثر البيئي وتحسين الاستدامة العامة لإنتاج السيلوفان.
-
✅فيلم PLA:فيلم PLAحمض البولي لاكتيك (PLA) هو بوليمر حيوي حراري بلاستيكي مشتق من حمض اللاكتيك، الذي يُستخرج من مصادر متجددة مثل نشا الذرة أو قصب السكر. تُعتبر هذه المادة بديلاً مستدامًا للبلاستيك التقليدي نظرًا لاعتمادها على المواد الخام الزراعية بدلًا من الوقود الأحفوري. يتضمن إنتاج حمض البولي لاكتيك تخمير السكريات النباتية لإنتاج حمض اللاكتيك، الذي يُبلمر بعد ذلك لتشكيل البوليمر الحيوي. تستهلك هذه العملية وقودًا أحفوريًا أقل بكثير مقارنةً بإنتاج البلاستيك المشتق من البترول، مما يجعل حمض البولي لاكتيك خيارًا أكثر صداقة للبيئة.
التأثير البيئي
قابلية التحلل البيولوجي
-
السيلوفان:قابلة للتحلل البيولوجي الكامل والتحول إلى سماد في ظروف التسميد المنزلي أو الصناعي، وتتحلل عادة في غضون 30 إلى 90 يومًا.
-
جيش التحرير الشعبى الصينى: قابلة للتحلل الحيوي في ظروف التسميد الصناعي (≥58 درجة مئوية ورطوبة عالية)، عادةً خلال 12-24 أسبوعًا. غير قابلة للتحلل الحيوي في البيئات البحرية أو الطبيعية.
-
حيوان أليفغير قابلة للتحلل البيولوجي. قد تبقى في البيئة لمدة تتراوح بين ٤٠٠ و٥٠٠ عام، مما يُسهم في تلوث البلاستيك على المدى الطويل.
البصمة الكربونية
- السيلوفان:تتراوح انبعاثات دورة الحياة من 2.5 إلى 3.5 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كجم من الفيلم، اعتمادًا على طريقة الإنتاج.
- جيش التحرير الشعبى الصينى:ينتج ما يقرب من 1.3 إلى 1.8 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كجم من الفيلم، وهو أقل بكثير من البلاستيك التقليدي.
- حيوان أليف:تتراوح الانبعاثات عادة ما بين 2.8 إلى 4.0 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كجم من الفيلم بسبب استخدام الوقود الأحفوري والاستهلاك العالي للطاقة.
إعادة التدوير
- السيلوفان:قابلة لإعادة التدوير من الناحية الفنية، ولكن في أغلب الأحيان يتم تحويلها إلى سماد بسبب قدرتها على التحلل البيولوجي.
- جيش التحرير الشعبى الصينى:يمكن إعادة تدويرها في منشآت متخصصة، إلا أن البنية التحتية الفعلية محدودة. ينتهي المطاف بمعظم بلاستيك البولي لاكتيك في مكبات النفايات أو في محارق النفايات.
- حيوان أليفقابلة لإعادة التدوير على نطاق واسع ومقبولة في معظم البرامج البلدية. مع ذلك، لا تزال معدلات إعادة التدوير العالمية منخفضة (حوالي ٢٠-٣٠٪)، حيث يُعاد تدوير ٢٦٪ فقط من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات في الولايات المتحدة (٢٠٢٢).
الأداء والخصائص
-
المرونة والقوة
السيلوفان
يتميز السيلوفان بمرونة جيدة ومقاومة متوسطة للتمزق، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات التغليف التي تتطلب توازنًا دقيقًا بين سلامة الهيكل وسهولة الفتح. تتراوح قوة شدّه عادةً بين100–150 ميجا باسكاليعتمد ذلك على عملية التصنيع وما إذا كان مُغلّفًا لتحسين خصائصه العازلة. على الرغم من أنه ليس بقوة البولي إيثيلين تيرفثالات (PET)، إلا أن قدرة السيلوفان على الانحناء دون تشقق وملمسه الطبيعي تجعله مثاليًا لتغليف المنتجات الخفيفة والحساسة مثل المخبوزات والحلويات.
PLA (حمض البوليلاكتيك)
يوفر PLA قوة ميكانيكية مناسبة، مع قوة شد تتراوح عادةً بين50–70 ميجا باسكال، وهو ما يضاهي بعض المواد البلاستيكية التقليدية. ومع ذلك،هشاشةمن عيوبه الرئيسية أنه تحت الضغط أو درجات الحرارة المنخفضة، قد يتشقق أو يتكسر PLA، مما يجعله أقل ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للصدمات. قد تُحسّن الإضافات وخلطه مع بوليمرات أخرى من متانة PLA، ولكن هذا قد يؤثر على قابليته للتحلل.
PET (بولي إيثيلين تيريفثالات)
يتميز البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) بخصائصه الميكانيكية الممتازة، حيث يوفر قوة شد عالية تتراوح من50 إلى 150 ميجا باسكاليعتمد ذلك على عوامل مثل الدرجة والسمك وطرق المعالجة (مثل التوجيه ثنائي المحور). يتميز البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بمرونته ومتانته ومقاومته للثقب والتمزق، مما يجعله المادة المفضلة لزجاجات المشروبات والصواني والتغليف عالي الأداء. يتميز بأداء ممتاز في نطاق واسع من درجات الحرارة، محافظًا على سلامته تحت الضغط وأثناء النقل.
-
خصائص الحاجز
السيلوفان
السيلوفان لديهخصائص الحاجز المعتدلةضد الغازات والرطوبة.معدل انتقال الأكسجين (OTR)تتراوح عادة من500 إلى 1200 سم³/م²/يوم، وهو مناسب للمنتجات قصيرة العمر، مثل المنتجات الطازجة والمخبوزات. عند طلائه (مثلاً، بـ PVDC أو نتروسليلوز)، يتحسن أداءه الحاجز بشكل ملحوظ. على الرغم من نفاذيته العالية مقارنةً بـ PET أو حتى PLA، إلا أن نفاذية السيلوفان الطبيعية تُعدّ مفيدة للمنتجات التي تتطلب تبادلاً جزئياً للرطوبة.
جيش التحرير الشعبى الصينى
عروض أفلام PLAمقاومة أفضل للرطوبة من السيلوفانولكن لدينفاذية أكسجين أعلىمن PET. يقع OTR الخاص به عادةً بين100-200 سم³/م²/يوميعتمد ذلك على سُمك الغشاء ودرجة بلوريته. مع أنه ليس مثاليًا للتطبيقات الحساسة للأكسجين (مثل المشروبات الغازية)، إلا أن PLA يُؤدي أداءً جيدًا في تغليف الفواكه والخضراوات الطازجة والأطعمة الجافة. ويجري تطوير تركيبات PLA أحدث مُعززة بالحاجز لتحسين الأداء في التطبيقات الأكثر تطلبًا.
حيوان أليف
PET يسلمخصائص الحاجز المتفوقةفي جميع المجالات. مع OTR منخفض يصل إلى1-15 سم³/م²/يوميتميز البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بفعاليته العالية في حجب الأكسجين والرطوبة، مما يجعله مثاليًا لتغليف الأطعمة والمشروبات حيث تكون مدة الصلاحية الطويلة ضرورية. كما تساعد قدراته العازلة في الحفاظ على نكهة المنتج وغازاته ونضارته، وهو ما يجعله يهيمن على قطاع المشروبات المعبأة.
-
الشفافية
جميع المواد الثلاثة—السيلوفان، وPLA، وPET-يعرضوضوح بصري ممتازمما يجعلها مناسبة لتعبئة المنتجات حيثعرض مرئيمن المهم.
-
السيلوفانيتميز بمظهر لامع وملمس طبيعي، مما يعزز في كثير من الأحيان من إدراك المنتجات الحرفية أو الصديقة للبيئة.
-
جيش التحرير الشعبى الصينىيعتبر شفافًا للغاية ويوفر لمسة نهائية ناعمة ولامعة، تشبه مادة PET، والتي تجذب العلامات التجارية التي تقدر العرض المرئي النظيف والاستدامة.
-
حيوان أليفتظل الشفافية العالية معيارًا صناعيًا للوضوح، وخاصة في التطبيقات مثل زجاجات المياه وحاويات الطعام الشفافة، حيث تعد الشفافية العالية ضرورية لعرض جودة المنتج.
التطبيقات العملية
-
تغليف المواد الغذائية
السيلوفان:تستخدم عادة للمنتجات الطازجة، ومنتجات المخابز للهدايا، مثلأكياس هدايا من السيلوفان، والحلويات بسبب قدرتها على التنفس وقابليتها للتحلل البيولوجي.
جيش التحرير الشعبى الصينى:تستخدم بشكل متزايد في حاويات الصدف، وأفلام الإنتاج، وتغليف منتجات الألبان بسبب وضوحها وقابليتها للتحلل، مثلغلاف بلاستيكي.
حيوان أليف:المعيار الصناعي لزجاجات المشروبات وصواني الأطعمة المجمدة والحاويات المختلفة، وهو مشهور بقوته ووظيفته الحاجزة.
-
الاستخدام الصناعي
السيلوفان:توجد في تطبيقات متخصصة مثل تغليف السجائر، وتغليف الأدوية، وتغليف الهدايا.
جيش التحرير الشعبى الصينى:تستخدم في التغليف الطبي والأفلام الزراعية وبشكل متزايد في خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد.
حيوان أليف:استخدام واسع النطاق في تغليف السلع الاستهلاكية وأجزاء السيارات والإلكترونيات بسبب قوتها ومقاومتها للمواد الكيميائية.
يعتمد الاختيار بين الخيارات القابلة للتحلل الحيوي، مثل السيلوفان وPLA، أو أفلام PET التقليدية، على عوامل متعددة، منها الأولويات البيئية، ومتطلبات الأداء، وقيود الميزانية. وبينما لا يزال PET هو السائد بفضل تكلفته المنخفضة وخصائصه الممتازة، فإن العبء البيئي وثقة المستهلكين يدفعان نحو الأفلام القابلة للتحلل الحيوي. يوفر السيلوفان وPLA مزايا بيئية كبيرة، ويمكنهما تعزيز صورة العلامة التجارية، لا سيما في الأسواق التي تهتم بالبيئة. بالنسبة للشركات التي تسعى إلى مواكبة اتجاهات الاستدامة، يُعد الاستثمار في هذه البدائل خطوة مسؤولة واستراتيجية في آن واحد.
المنتجات ذات الصلة
وقت النشر: 03-06-2025