مجله ساپل
چگونه خورشید پلاستیک ها را تجزیه و نابود می کند
همه ما شنیدهایم که “پلاستیکها صدها سال در طبیعت باقی میمانند”. این جمله تا حد زیادی درست است، اما تمام حقیقت نیست. اگر پلاستیکها اینقدر جانسخت هستند، چرا صندلی پلاستیکی باغچهتان بعد از یک تابستان تغییر رنگ میدهد؟ یا چرا یک مخزن آب پلیاتیلنی اگر محافظت نشود، بعد از چند سال زیر آفتاب ترک میخورد و پودر میشود؟
واقعیت این است که پلاستیکها با وجود دوام بالا، در برابر یک دشمن طبیعی بیرحم، بسیار آسیبپذیرند: اشعه فرابنفش خورشید. در این مقاله، ما به دلِ مولکولهای پلاستیک سفر میکنیم تا پدیدهای به نام “تخریب نوری“ را بررسی کنیم. جایی که خورشید، آرام و بیصدا، ساختار مستحکمترین پلیمرها را در هم میشکند.
شیمیِ تخریب: وقتی نور تبدیل به قیچی میشود
بیایید کمی علمی، اما به زبان ساده صحبت کنیم. پلاستیکها (مانند پلیاتیلن) از زنجیرههای طولانی مولکولی تشکیل شدهاند که مثل حلقههای زنجیر در هم قفل شدهاند. این زنجیرهها مسئول استحکام و انعطاف ظرف پلاستیکی شما هستند.
اما وقتی نور خورشید به این زنجیرهها میتابد، چه اتفاقی میافتد؟
- حمله فوتونها: نور خورشید حاوی بستههای انرژی به نام فوتون است. اشعه فرابنفش (بهویژه طیف UV-B) انرژی کافی برای شکستن پیوندهای شیمیایی کربن-کربن در پلاستیک را دارد.
- تولد رادیکالهای آزاد: وقتی این پیوندها میشکنند، مولکولهای ناپایداری به نام “رادیکالهای آزاد” متولد میشوند. این رادیکالها به شدت تشنه واکنش هستند.
- فتواکسیداسیون: اینجا اکسیژن وارد ماجرا میشود. رادیکالهای آزاد با اکسیژن هوا ترکیب میشوند و فرآیندی به نام “فتواکسیداسیون” (یا اکسایش نوری) را آغاز میکنند.
تشبیه ساده: این فرآیند دقیقاً شبیه به یک واکنش زنجیرهای است. تصور کنید یک دومینو میافتد؛ مولکولها یکی پس از دیگری متلاشی میشوند و شبکه پلیمری که زمانی مستحکم بود، تکهتکه میشود.
نشانههای هشدار: تاثیرات ظاهری و مکانیکی بر پلیاتیلن
همه پلاستیکها در برابر خورشید یکسان نیستند، اما پلیاتیلن و پلیپروپیلن که پرکاربردترین پلاستیکهای جهان هستند که برای تولید همه چیز از گالن 20 لیتری گرفته تا اسباب بازی ها در قالب تزریق پلاستیک مورد استفاده هستند، حساسیت بالایی دارند. برای اطلاعت بیشتر فرق پلی اتیلن و پلی پروپیلن را بخوانید. اگر یک مخزن یا قطعه پلاستیکی بدون محافظ UV را زیر آفتاب رها کنید، این مراحل را طی خواهد کرد:
۱. تغییر رنگ و زرد شدگی
اولین نشانه، تغییر رنگ است. پلاستیک شفاف یا سفید، به مرور زرد و کدر میشود. این یعنی لایه سطحی پلیمر در حال اکسید شدن است.
۲. ترکهای ریز و پوستهپوسته شدن
آیا تابهحال دستتان را روی یک پلاستیک قدیمی کشیدهاید و پودر سفیدی به دستتان چسبیده است؟ در صنعت به این پدیده “گچی شدن” میگویند. سطح پلاستیک فرسایش یافته و لایههای زیرین در معرض خطر قرار میگیرند.
۳. افت شدید استحکام (آمار شوکه کننده)
این خطرناکترین بخش ماجراست. پلاستیک شاید ظاهر خود را حفظ کند، اما ترد و شکننده میشود.
داده آماری: تحقیقات نشان میدهد که پلیاتیلن بدون مواد آنتییووی (ضد اشعه)، تنها با قرار گرفتن ۶ ماه در معرض اشعه مستقیم خورشید، میتواند تا ۵۰ درصد از استحکام کششی و انعطافپذیری خود را از دست بدهد.
نقش گرما: خورشید فقط نور نیست، گرما هم هست. دمای سطح پلاستیک تیره زیر آفتاب تابستان میتواند به ۷۰ تا ۸۰ درجه سانتیگراد برسد. گرما کاتالیزوری است که سرعت واکنشهای اکسیداسیون را چندین برابر میکند.
اگر می خواهید در رابطه با تاثیر خورشید بر ظرف های پلاستیکی و راه های جلوگیری آن بیشتر بدانید مقاله تاثیر خورشید بر عمر مواد پلاستیکی را بخوانید.
سمت تاریک ماجرا: میکروپلاستیکها و نشت شیمیایی
تخریب پلاستیک فقط به معنای خراب شدن یک صندلی یا مخزن نیست؛ این پدیده پیامدهای جدی برای سلامت انسان و محیط زیست دارد.
کارخانه تولید میکروپلاستیک
خورشید بزرگترین ماشین خردکن طبیعت است. تابش مداوم باعث میشود قطعات بزرگ پلاستیکی ترک خورده و به قطعات ریزتر (میکروپلاستیک و نانوپلاستیک) تبدیل شوند. تحقیقات جدید ثابت کردهاند که نور خورشید حتی بدون نیاز به امواج دریا یا سایش فیزیکی، به تنهایی میتواند پلاستیک را به ذرات میکروسکوپی تبدیل کند که وارد آب و خاک میشوند.
نشت مواد افزودنی
پلاستیکها خالص نیستند؛ آنها حاوی “افزودنیها” مثل نرمکنندهها، رنگها و پایدارکنندهها هستند.
وقتی ساختار پلیمری زیر نور خورشید میشکند، این مواد شیمیایی آزاد میشوند.
- خطر روزمره: اگر بطری آب معدنی خود را در ماشین زیر آفتاب رها کنید، گرما و نور باعث میشوند موادی شیمیایی از بدنه بطری به داخل آب نشت کنند. این ترکیبات میتوانند در درازمدت اثرات هورمونی و سمی داشته باشند. برای اطلاعات بیشتر مقاله مضرات خوردن اب در بطری پلاستیکی را بخوانید.
راهکارها و نتیجهگیری: چگونه محافظت کنیم؟
آیا باید استفاده از پلاستیک در فضای باز را متوقف کنیم؟ خیر. علم شیمی راهکار را پیدا کرده است.
۱. استفاده از پایدارکنندههای نوری (HALS):
در صنعت، موادی به نام HALS به پلاستیک اضافه میشود. این مواد مثل “جاذب رادیکال” عمل میکنند و قبل از اینکه رادیکالهای آزاد بتوانند زنجیره پلیمری را تخریب کنند، آنها را خنثی میکنند. مخازن چندلایه پلیاتیلنی که ضمانت ۱۰ ساله دارند، حاوی این مواد هستند.
۲. توصیه حیاتی به مصرفکنندگان:
- ظروف مواد غذایی و آب آشامیدنی را هرگز به مدت طولانی در معرض نور مستقیم خورشید قرار ندهید.
- اگر از مخازن آب در پشتبام استفاده میکنید، حتماً از انواع سه لایه (ضد نور) و دارای لایه محافظ UV استفاده کنید.
سخن آخر
خورشید منبع حیات است، اما برای پلیمرهای مصنوعی، قدرتمندترین تجزیهکننده محسوب میشود. درک “نبرد نامرئی” میان فوتونها و زنجیرههای کربنی به ما یادآوری میکند که انتخاب پلاستیک مهندسیساز و نگهداری صحیح از آن، نه فقط برای طول عمر محصول، بلکه برای سلامت خودمان و سیاره زمین ضروری است.
سوالات متداول
آیا بطری آب معدنی جلوی آفتاب سرطانزا میشود؟
گرما و نور خورشید میتوانند باعث نشت مواد شیمیایی (مانند آنتیموان یا فتالات) به داخل آب شوند. اگرچه سرطانزا بودن قطعی آن با یک بار مصرف اثبات نشده، اما مصرف مداوم آن به هیچ وجه توصیه نمیشود.عمر مفید مخزن پلیاتیلن زیر آفتاب چقدر است؟
بدون مواد ضد اشعه، کمتر از ۱ تا ۲ سال. اما مخازن مهندسی شده با مواد پایدارکننده UV میتوانند بیش از ۱۰ تا ۱۵ سال در برابر آفتاب شدید مقاومت کنند.
گالن پلاستیکی
بطری پلاستیکی
درب پلاستیکی
