การใช้กรด 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) ในโพลีเมอร์ที่ใช้ชีวภาพมีส่วนช่วยลดขยะพลาสติกและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร

ความแตกต่างหลักระหว่าง กรด 2,5-furandicarboxylic (FDCA) และพลาสติกที่ใช้ปิโตรเลียมแบบดั้งเดิมนั้นได้มาจากวัตถุดิบที่ใช้พลังงานชีวมวลและชีวมวล FDCA ถูกสังเคราะห์จากน้ำตาลที่พบในมวลชีวภาพของพืชเช่นกลูโคสหรือฟรุกโตสซึ่งเป็นพลังงานหมุนเวียนและคาร์บอนเป็นกลาง การเปลี่ยนไปสู่วัตถุดิบที่ใช้ชีวภาพนี้ช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลลดการลดลงของทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่หมุนเวียน วัตถุดิบชีวมวลยังเสนอข้อได้เปรียบที่สำคัญในแง่ของความยั่งยืนเพราะพวกเขามีส่วนช่วยในการลดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการสกัดทรัพยากรเช่นการทำลายที่อยู่อาศัยและการเสื่อมสภาพของดิน ด้วยการใช้วัสดุจากพืชแทนปิโตรเลียม FDCA สนับสนุนรูปแบบเศรษฐกิจที่ยั่งยืนและเป็นวงกลมมากขึ้นซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการจัดการกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาวที่เกิดจากการผลิตพลาสติก

หนึ่งในข้อได้เปรียบด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุดของกรด 2,5-furandicarboxylic (FDCA) คือศักยภาพในการลดการปล่อยคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลาสติก ซึ่งแตกต่างจากพลาสติกแบบดั้งเดิมที่พึ่งพาวัตถุดิบที่ใช้ปิโตรเลียมพลาสติกที่ใช้ชีวภาพทำจากการจับ FDCA และเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับโดยพืชในระหว่างการเจริญเติบโต กระบวนการนี้ช่วยในการสร้างวัฏจักรคาร์บอนที่สมดุลมากขึ้นลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยรวมเมื่อผลิตพลาสติกเหล่านี้ การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของพลาสติกที่ใช้ FDCA นั้นต่ำกว่าของปิโตรเลียมของพวกเขาเช่น PET (polyethylene terephthalate) เมื่อพลาสติกเหล่านี้ลดลงคาร์บอนยังคงเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรคาร์บอนตามธรรมชาติลดการสะสมของคาร์บอนในชั้นบรรยากาศและบรรเทาผลกระทบด้านลบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ในขณะที่พลาสติกส่วนใหญ่ที่ทำจากเชื้อเพลิงฟอสซิลใช้เวลาหลายร้อยปีในการสลายพลาสติกชีวภาพเช่นกรด 2,5-furandicarboxylic (FDCA)-โพลีเมอร์ที่ได้มาจากการย่อยสลายทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ พลาสติกที่ใช้ FDCA เช่น polyethylene furanoate (PEF) มีแนวโน้มที่จะลดลงเร็วขึ้นและมีโอกาสน้อยที่จะยังคงอยู่ในสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบนิเวศทางทะเล สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการจัดการกับวิกฤตการณ์มลพิษพลาสติกที่เพิ่มขึ้นซึ่งพลาสติกแบบดั้งเดิมทำให้มหาสมุทรก่อมลพิษแม่น้ำและหลุมฝังกลบทำให้เกิดภัยคุกคามต่อสัตว์ป่าและระบบนิเวศ แม้ว่าพอลิเมอร์ที่ใช้ FDCA อาจไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพทั้งหมดในทุกสภาพแวดล้อม แต่ความสามารถในการย่อยสลายได้เร็วกว่าพลาสติกทั่วไปหมายความว่าพวกเขามีโอกาสน้อยที่จะนำไปสู่ความเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมที่ยาวนาน

ความสามารถของพลาสติก 2,5-furandicarboxylic (FDCA) พลาสติกตามการรีไซเคิลอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โพลีเมอร์ที่ใช้ FDCA เช่น PEF มีโครงสร้างทางเคมีที่คล้ายกับ PET ทำให้เข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐานการรีไซเคิลที่มีอยู่ ความเข้ากันได้นี้ช่วยให้พลาสติกที่ใช้ชีวภาพเหล่านี้ถูกรวมเข้ากับระบบรีไซเคิลที่จัดตั้งขึ้นซึ่งสามารถรวบรวมประมวลผลและนำกลับมาใช้ใหม่โดยไม่สูญเสียคุณภาพอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการรีไซเคิลสำหรับพลาสติกที่ใช้ FDCA นั้นมักจะต้องใช้ทรัพยากรพลังงานและสารเคมีน้อยลงเมื่อเทียบกับการรีไซเคิลพลาสติกแบบดั้งเดิมซึ่งจะลดลงในระหว่างรอบการรีไซเคิล ด้วยการสนับสนุนลูปรีไซเคิลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นพลาสติกที่ใช้ FDCA ช่วยลดความจำเป็นในการใช้วัสดุบริสุทธิ์ลดการใช้พลังงานในการผลิตและลดขยะพลาสติกโดยรวมที่เกิดขึ้น

หนึ่งในประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นทันทีของกรด 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA)-โพลีเมอร์ที่ใช้คือความสามารถในการลดขยะพลาสติก เมื่ออุตสาหกรรมจำนวนมากเปลี่ยนไปใช้ทางเลือกที่ใช้ชีวภาพเหล่านี้ในแอพพลิเคชั่นเช่นบรรจุภัณฑ์สิ่งทอและสินค้าอุปโภคบริโภคมีการลดลงของปริมาณพลาสติกแบบดั้งเดิมซึ่งมีแนวโน้มที่จะทิ้งขยะและสะสมในหลุมฝังกลบหรือสิ่งแวดล้อม เนื่องจากพลาสติกที่ใช้ FDCA โดยทั่วไปนั้นสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพและรีไซเคิลได้มากขึ้นจึงมีแนวโน้มลดลงที่จะคงอยู่ในสภาพแวดล้อม สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงของขยะพลาสติกที่ลดลงสู่หลุมฝังกลบมหาสมุทรและที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติอื่น ๆ ช่วยป้องกันผลกระทบที่เป็นอันตรายจากมลพิษพลาสติกต่อสัตว์ป่าและระบบนิเวศ