นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 220 กันยายน - ตุลาคม 2562

8 นิตยสาร สสวท รอบรู้ วิทย์ กุลธิดา สะอาด • นักวิชาการ ฝ่ายบริหารเครือข่ายและพัฒนาครู สสวท. • e-mail: ksaar@ipst.ac.th “พอลิแลกติกแอซิด” พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พลาสติกที่เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจ�ำวันของคนเรานั้น ผลิตจากวัตถุดิบต่างๆ ตามชนิดของผลิตภัณฑ์ แล้วน�ำไปผ่านกระบวนการพอลิเมอร์ไรเซชัน (Polymerization) ท�ำให้สารโมเลกุลขนาดเล็กหรือมอนอเมอร์ (Monomer) จ�ำนวนหลายโมเลกุลเชื่อมต่อกันเป็นสายยาวด้วยพันธะโคเวเลนต์ ได้เป็นพอลิเมอร์ (Polymer) ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ มีมวลโมเลกุลสูง ก่อนจะน�ำไปขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ด้วยกระบวนการต่างๆ พลาสติกเป็นผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์สังเคราะห์ โดยมีการใส่สารเติมแต่งลงไป เช่น สารคงสภาพ (Stabilizer) สารหล่อลื่น (Lubricant) เพื่อท�ำให้พลาสติกมีสมบัติพิเศษ เช่น ทนความร้อน ยืดหยุ่น การใส่สารเติมแต่งในอัตราส่วนและกรรมวิธีที่แตกต่างกัน จะท�ำให้พลาสติกมีสมบัติแตกต่างกัน พลาสติกจ�ำแนกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ เทอร์มอพลาสติก เป็นพลาสติกที่เมื่อ ได้รับความร้อนจะอ่อนตัวและเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัว สามารถท�ำให้กลับมาเป็นรูปร่างเดิมหรือเปลี่ยนรูปร่างได้ โดยสมบัติของพลาสติกไม่เปลี่ยนแปลง จึงสามารถน�ำกลับมาใช้ใหม่ได้ พอลิเมอร์ประเภทนี้มีโครงสร้างแบบเส้น หรือแบบกิ่ง มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อยมาก เช่น พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน และอีกประเภทหนึ่ง คือ พลาสติกเทอร์มอเซต เป็นพลาสติกที่เมื่อได้รับความร้อนหรือแรงดันแล้วไม่สามารถน�ำกลับมาขึ้นรูปใหม่ได้อีก เพราะ พอลิเมอร์ประเภทนี้มีโครงสร้างเป็นแบบร่างแห ถ้าได้รับความร้อนเพิ่มขึ้นจะแตกและไหม้ เช่น พอลิยูรีเทน จากความต้องการในการใช้พลาสติกที่เพิ่มมากขึ้น ประกอบกับพลาสติกที่น�ำมาใช้ในชีวิตประจ�ำวัน มักจะถูกใช้เพียง ครั้งเดียวแล้วทิ้งไป การสลายตัวตามธรรมชาติของพลาสติกเหล่านี้ใช้เวลาตั้งแต่ 20 ปีจนถึงมากกว่า 1,000 ปี เช่น พอลิเอทิลีน ที่มีความหนาแน่นสูง (High-density Polyethylene : HDPE) ใช้ระยะเวลาในการย่อยสลายเป็นหลายร้อยปี พอลิเอทิลีนที่มี ความหนาแน่นต�่ำ (Low-density Polyethylene : LDPE) ใช้ระยะเวลาในการย่อยสลาย 450 ปี แม้ว่าในปัจจุบันจะน�ำพลาสติก มาฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล (Sanitary Landfill) แต่ระยะเวลาในการย่อยสลายนานนี้เอง จึงท�ำให้เกิดปัญหาการจัดการ ขยะพลาสติก และต้องเร่งหาวิธีแก้ไข ท�ำให้นักวิทยาศาสตร์ นักวิจัย พยายามศึกษาและคิดค้นพลาสติกที่สามารถย่อยสลาย ได้ง่ายในธรรมชาติ และไม่มีความเป็นพิษต่อพืชและสัตว์ พลาสติกรูปแบบใหม่นี้มีชื่อว่า “พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หรือ Biodegradable plastic” พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามชนิดของสารตั้งต้นที่น�ำมาผลิต ได้แก่ พลาสติก ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ผลิตจากผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี (Petroleum-based Biodegradable Plastics) และพลาสติกย่อยสลายได้ ทางชีวภาพที่ผลิตจากวัตถุดิบชีวมวล (Bio-based Biodegradable Plastics) ปัจจุบันพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ผลิต จากวัตถุดิบชีวมวล ได้รับความสนใจและมีงานวิจัยอย่างกว้างขวางเพื่อพัฒนาและปรับปรุงคุณภาพของพอลิเมอร์ชนิดนี้ เนื่องจากเป็นวัตถุดิบที่สามารถเกิดทดแทนใหม่ได้ เมื่อน�ำพืชผลทางการเกษตรที่มีคาร์โบไฮเดรตมาผ่านกระบวนการย่อยแป้ง ให้กลายเป็นน�้ำตาลกลูโคสด้วยกรดหรือเอนไซม์ แล้วเข้าสู่กระบวนการหมักโดยใช้แบคทีเรียในกลุ่ม Lactic Acid Bacteria จะได้กรดแลกติก (Lactic Acid) ที่สามารถน�ำไปใช้ในการผลิตเป็นพอลิแลกติก ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ