พลาสติกทดแทนจากพืช... การปรับตัวเพื่อโลก

การค้นพบวิธีการผลิตพลาสติกช่วงหลังศตวรรษที่ 19 ถือเป็นปรากฏการณ์สำคัญที่เปลี่ยนหน้าของโลกวัสดุไปสู่การใช้งานในอุตสาหกรรมที่หลากหลายไม่สิ้นสุด จากจุดเริ่มต้นโดยนักเคมีชาวเบลเยี่ยม ลีโอ เฮช. เบเคอร์แลนด์ (Leo H. Baekeland) ผู้ค้นพบวิธีการผลิตเบคิไลต์ (Bakelite)* มาจนถึงพลาสติกที่สังเคราะห์ขึ้นมาอีกหลายชนิด เพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันในด้านคุณสมบัติการใช้งาน แต่เมื่อถึงศตวรรษนี้ พลาสติกกลับกำลังกลายเป็นปัญหาในแง่ความกังวลเรื่องแหล่งกำเนิดปิโตรเลียม ทั้งน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติที่เป็นวัตถุดิบตั้งต้นของการผลิตพลาสติกซึ่งใกล้จะหมดลง และในแง่ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่ต้องอาศัยระยะเวลาในการย่อยสลายยาวนาน ไม่เพียงแค่นั้น พลาสติกยังทำให้ดินเสื่อมคุณภาพ และหากนำไปเผาทำลายก็จะก่อมลพิษและสารปนเปื้อนทางอากาศ ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาค้นคว้าและผลิตพลาสติกชนิดใหม่ที่เรียกว่า “พลาสติกชีวภาพ (bioplastic)” หรือ “พลาสติกชีวภาพที่ย่อยสลายได้ (biodegradable plastic)” ขึ้นมาทดแทน

พลาสติกชีวภาพนี้ผลิตขึ้นจากวัสดุธรรมชาติ ซึ่งส่วนใหญ่ได้มาจากพืช เช่น เซลลูโลส (cellulose) เคซีน (casein) หรือโปรตีนจากนม แป้ง (starch) น้ำตาลและโปรตีนจากถั่ว (soy protein) โดยแป้งและน้ำตาลเป็นวัตถุดิบธรรมชาติที่นิยมนำมาผลิตพลาสติกชีวภาพมากที่สุดเพราะหาได้ง่ายจากพืชหลายชนิด เช่น ข้าวโพด ข้าวสาลี อ้อย มันฝรั่ง มันเทศ และมันสำปะหลัง ทั้งยังมีปริมาณมากและราคาถูก สำหรับประเทศไทย กำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาการผลิตสารตั้งต้นของพลาสติกชีวภาพ โดยสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เป็นผู้รับผิดชอบโครงการพัฒนาอุตสาหกรรมพลาสติกชีวภาพของประเทศไทย ซึ่งอยู่ในระยะที่ 2 (2554-2558) โดยสนับสนุนให้ใช้มันสำปะหลังเป็นวัตถุดิบผลิตพลาสติกชีวภาพ เพื่อเพิ่มมูลค่าผลผลิตทางการเกษตรที่มีอยู่ให้มากที่สุด ปัจจุบันมีการนำพลาสติกชีวภาพมาใช้ประโยชน์ในหลายๆ อุตสาหกรรม อาทิ ด้านวัสดุทางการแพทย์ เช่น ผิวหนังเทียม ไหมละลาย และแผ่นดามกระดูกชนิดฝังอยู่ในร่างกายที่สามารถย่อยสลายเองได้ ด้านบรรจุภัณฑ์เพื่อการบริโภค เช่น สารเคลือบกระดาษสำหรับห่ออาหาร หรือแก้วน้ำชนิดใช้แล้วทิ้ง ถุงสำหรับใส่ของ ฟิล์มถนอมอาหาร และโฟมเม็ดกันกระแทก ด้านการเกษตร นิยมนำมาผลิตเป็นแผ่นฟิล์มสำหรับคลุมดินป้องกันการเติบโตของวัชพืชและรักษาความชื้นในดิน รวมทั้งถุงหรือกระถางสำหรับเพาะต้นกล้า นอกจากนี้ เมื่อพลาสติกชีวภาพย่อยสลายหมดแล้วจะกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ซึ่งพืชสามารถนำไปใช้ในการเจริญเติบโตและดำรงชีวิตได้ต่อไป

ทั้งนี้ หากผู้ประกอบการไทยต้องการทดสอบคุณสมบัติการสลายตัวของพลาสติกชีวภาพ (biodegradable test) และขอใบรับรองมาตรฐาน สามารถติดต่อขอรับบริการได้ที่ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) อุทยานวิทยาศาสตร์ ซึ่งให้บริการห้องปฏิบัติการทดสอบการย่อยสลายทางชีวภาพของพลาสติกเป็นแห่งแรกของไทย โดยได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 14855 และ ASTM D533 สามารถทดสอบคุณสมบัติของเม็ดพลาสติกชีวภาพ เพื่อยืนยันความสามารถการย่อยสลายทางชีวภาพก่อนนำไปผลิตเป็นถุงหรือผลิตภัณฑ์ต่างๆ รวมถึงภาวะเป็นพิษหลังการย่อยสลาย CT

*พลาสติกสังเคราะห์ชนิดแรกของโลกจากสารอินทรีย์โมเลกุลเล็กที่ทำปฏิกิริยาระหว่างฟอร์มัลดีไฮด์และฟีนอลจนกลายเป็นพลาสติกแข็ง ทนความร้อนได้ดี ขึ้นรูปทรงต่างๆ ได้ตามแม่พิมพ์โดยใช้ความร้อน และมีราคาไม่สูงมากนัก

เรื่อง: ชมพูนุท วีรกิตติ และ ปิยวรรณ กลิ่นศรีสุข

พบกับวัสดุต้นคิดที่เกี่ยวข้อง ได้ที่ Material ConneXion® Bangkok     Biofiber หมายเลขวัสดุ MC# 6369-01 ฉนวนความร้อนที่ผลิตโดยการอัดรีดวัสดุ PLA (Polylactide) เส้นใยสังเคราะห์จากข้าวโพดที่สามารถปลูกทดแทนใหม่ได้ ทั้งยังย่อยสลายเป็นปุ๋ยในระบบอุตสาหกรรมตามมาตรฐาน ASTM D6400 ใช้งานได้ภายใต้อุณหภูมิตั้งแต่ -20 ถึง 90 องศาเซลเซียส มีคุณสมบัติกันไฟที่ระดับ 1 เมื่อติดไฟจะดับเองได้ตามธรรมชาติ และมีระดับการปล่อยเขม่าควันต่ำระหว่างการเผาไหม้ สามารถป้องกันการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ เหมาะสำหรับใช้เป็นวัสดุฉนวนในงานก่อสร้าง       หมายเลขวัสดุ MC# 6076-01 ฟิล์มที่ย่อยสลายและกลายเป็นปุ๋ยได้ตามธรรมชาติได้มาตรฐาน ASTM D6400-99 ผลิตจากวัสดุธรรมชาติที่ปลูกทดแทนใหม่ได้ มีความอ่อนตัวและความแข็งแรงสูง สามารถนำไปเคลือบบนผิววัสดุต่างๆ เช่น แผ่นกระดาษหรือกระดาษแข็ง โดยได้รับการรับรองจากคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกาให้สัมผัสกับอาหารได เหมาะสำหรับใช้ผลิตถุงจ่ายตลาด แผ่นฟิล์มคลุมดิน ใช้ในการเตรียมอาหาร หรือบรรจุภัณฑ์สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์