พลาสติกชีวภาพ

พลาสติกชีวภาพ (:en:Bioplastic) เป็นวัสดุพลาสติกที่ผลิตจากแหล่งวัตถุดิบชีวมวลหมุนเวียน เช่น  แป้ง (อาทิ แป้งข้าวโพด แป้งมันสำปะหลัง) น้ำตาล (อาทิ น้ำตาลอ้อย) ไขมันพืชและน้ำมัน  ฟาง ชานอ้อย ซังข้าวโพด เศษไม้ ขี้เลื่อย เศษอาหาร ฯลฯ  ทั้งนี้ ไม่จำเป็นว่าพลาสติกชีวภาพทุกชนิดจะย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หรือย่อยสลายได้ง่ายกว่าพลาสติกที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล 

ในปี 2562 ปริมาณการผลิตพลาสติกชีวภาพทั่วโลกอยู่ที่ราว ๆ 3.8 ล้านตัน คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 1% ของตลาดพอลิเมอร์ทั้งหมด 

IUPAC ได้ให้คำนิยามอย่างเป็นทางการของ พลาสติกชีวภาพ ไว้ดังนี้ 

"พลาสติกชีวภาพ (Bioplastic) คือ พอลิเมอร์ฐานชีวภาพ (Biobased polymer) ที่ทำจากมวลชีวภาพ (biomass) หรือ จากมอนอเมอร์ที่ได้จากมวลชีวภาพ โดยในขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งของกระบวนการผลิตสามารถขึ้นรูปด้วยการไหลได้" 

การใช้คำว่า 'พลาสติกชีวภาพ' มีข้อสังเกตและข้อควรระวังดังต่อไปนี้ 

1. คำว่า 'พลาสติกชีวภาพ' มักใช้สื่อถึงสิ่งที่ตรงข้ามกับพอลิเมอร์จากทรัพยากรฟอสซิล (fossil resources)

2. คำว่า 'พลาสติกชีวภาพ' เป็นคำที่อาจทำให้เกิดความเข้าใจผิดได้ เพราะอาจสื่อความว่าพอลิเมอร์ใดๆ ที่ทำจากมวลชีวภาพ ล้วนเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

3. การใช้คำว่า 'พลาสติกชีวภาพ' จึงเป็นสิ่งที่ควรหลีกเลี่ยง และควรใช้คำว่า 'พอลิเมอร์ฐานชีวภาพ' (Biobased polymer) แทน

4. หากพอลิเมอร์ฐานชีวภาพชนิดใดมีความใกล้เคียงกับพอลิเมอร์ฐานปิโตรเลียม (petro-based polymer) ไม่จำเป็นว่าพอลิเมอร์ฐานชีวภาพชนิดนั้นจะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า นอกจากจะมีผลการเปรียบเทียบที่ชี้ชัดจากการประเมินวัฏจักรชีวิต (life cycle assessments) ของวัสดุทั้งสองชนิดแล้วเท่านั้น

ประเภท

พลาสติกที่ทำจากแป้ง 
ปัจจุบัน เทอร์โมพลาสติกที่ทำจากแป้ง หรือที่เรียกว่า "เทอร์โมพลาสติกสตาร์ช" (Thermoplastic starch) เป็นพลาสติกชีวภาพที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ฟิล์มพลาสติกชีวภาพจากแป้งสามารถทำได้ง่าย ๆ โดยการทำเจลาติไนซ์แป้งแล้วนำมาหล่อขึ้นรูป (solution casting) และด้วยสมบัติของแป้งบริสุทธิ์ที่สามารถดูดความชื้นได้ จึงเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับใช้ผลิตแคปซูลยาในวงการเภสัชกรรม อย่างไรก็ตาม พลาสติกชีวภาพที่ทำจากแป้งมักมีความเปราะ จึงนิยมเติมพลาสติไซเซอร์ เช่น กลีเซอรอล ไกลคอล และซอร์บิทอล เพื่อให้แป้งสามารถผ่านกระบวนการขึ้นรูปแบบเทอร์โมพลาสติกทั่วไปได้  และมักมีการปรับคุณสมบัติของเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชที่ได้ให้ตรงกับความต้องการมากขึ้นโดยใช้สารเติมแต่งต่าง ๆ

พลาสติกที่ทำจากเซลลูโลส 

พลาสติกชีวภาพจากเซลลูโลส มักทำมาจากเซลลูโลสเอสเทอร์ (ได้แก่ เซลลูโลสอะซีเตท และไนโตรเซลลูโลส) และอนุพันธ์ของเซลลูโลสเอสเทอร์ เช่น เซลลูลอยด์
เซลลูโลสสามารถทำเป็นเทอร์โมพลาสติกได้เมื่อถูกดัดแปลงโครงสร้างมากพอสมควร ตัวอย่างเช่น เซลลูโลสอะซีเตท ซึ่งมีราคาแพงจึงไม่นิยมใช้ทำบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม การใช้เส้นใยเซลลูโลสเป็นสารตัวเติมในพลาสติกที่ทำจากแป้ง จะช่วยปรับปรุงสมบัติเชิงกล สมบัติกันการแพร่ผ่านของก๊าซ และความทนต่อน้ำได้ เนื่องจากเซลลูโลสมีความชอบน้ำน้อยกว่าแป้ง

พลาสติกที่ทำจากโปรตีน 
พลาสติกชีวภาพสามารถทำจากโปรตีนได้หลากหลายชนิด เช่น กลูเตนข้าวสาลี (wheat gluten) และโปรตีนเคซีน (casein) 
นอกจากนี้ โปรตีนถั่วเหลือง (soy proteins) ก็อาจนำมาใช้ทำพลาสติกชีวภาพได้ แต่จะมีอุปสรรคบางประการ เช่น ความไวต่อน้ำ และราคาที่ค่อนข้างสูง

แหล่งอ้างอิง 

เคมีพอลิเมอร์