پلی‌استر، به‌ویژه پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، پرمصرف‌ترین الیاف مصنوعی در صنعت نساجی است که به دلیل خواص مکانیکی عالی، پایداری حرارتی و اقتصادی بودن، کاربرد گسترده‌ای در تولید منسوجات پوشاک، فنی و خانگی دارد. اما نقطه ضعف اصلی این الیاف، مقاومت بسیار بالای آنها در برابر تجزیه زیستی است که موجب انباشت و آلودگی محیط زیست می‌شود. در نتیجه، توسعه پلی‌استرهای زیست‌تخریب‌پذیر که بتوانند ضمن حفظ ویژگی‌های فنی، در شرایط کمپوست صنعتی به سرعت تخریب شوند، از اهمیت بالایی برخوردار است.
معرفی فیبر پلی‌استر کمپوست‌پذیر Celys توسط شرکت Intimiti استرالیا
شرکت فناوری نساجی Intimiti استرالیا هفته گذشته از فیبر پلی‌استر کمپوست‌پذیر جدیدی به نام Celys رونمایی کرد. این فیبر که از پلی‌استر بازیافتی تولید می‌شود، بر اساس اعلام شرکت، طی مدت ۱۷۹ روز قادر است تا ۹۵.۴ درصد در شرایط کمپوست صنعتی تجزیه شود و کاملاً زیست‌تخریب‌پذیر است. همچنین این محصول موفق به دریافت گواهینامه‌های معتبر از مؤسسه محصولات زیست‌تخریب‌پذیر (BPI) و نشان Seeding شده است.
Celys علاوه بر ویژگی‌های زیست‌تخریب‌پذیری، با ساختار و حس نرمی مشابه پنبه شناخته می‌شود و در فرآیند تولید خود به دمای کمتری نسبت به پلی‌استرهای معمولی نیاز دارد. این امر باعث کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های تولید می‌شود. همچنین فیبر Celys دارای ویژگی‌های برجسته‌ای همچون مقاومت بالا در برابر پرزدهی (پیلینگ) و قابلیت مدیریت طبیعی رطوبت است و به دلیل دمای پایین‌تر رنگرزی، قابلیت ترکیب و هم‌بافی عالی با الیاف طبیعی مانند پنبه، کتان، پشم و کشمیر را داراست.
فیبر CELYS™ که توسط شرکت Intimiti استرالیا توسعه یافته، پلی‌استری کوپلیمری است که به صورت هدفمند مونومرهای زیست‌تخریب‌پذیر را در زنجیره پلیمری وارد کرده است. این کوپلیمریزاسیون موجب ایجاد پیوندهای استری حساس به هیدرولیز و آنزیم‌های کمپوست می‌شود که تحت شرایط حرارتی و رطوبتی خاص (دمای حدود ۵۸-۶۰ درجه سانتی‌گراد و رطوبت بالا) شکسته می‌شوند.
خواص فیزیکی و عملکردی فیبر CELYS™
جذب رطوبت بالا: ساختار مولکولی اصلاح شده باعث افزایش جذب رطوبت تا حدود چهار برابر پلی‌استر معمولی می‌شود که به تبادل بهتر رطوبت و افزایش راحتی پوست منجر می‌گردد.
دمای رنگرزی پایین‌تر: دمای رنگرزی این فیبر حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است که در مقایسه با پلی‌استرهای معمولی (حدود ۱۳۰ درجه) منجر به کاهش مصرف انرژی در فرآیند رنگرزی می‌شود.
ساختار میکروکانالی: سطح فیبر دارای کانال‌های میکروسکوپی است که نه‌تنها انتقال رطوبت و هوا را بهبود می‌بخشد بلکه سرعت خشک‌شدن محصول نهایی را افزایش می‌دهد.
خواص مکانیکی: حفظ استحکام کششی و انعطاف‌پذیری مطلوب که اطمینان می‌دهد فیبر جدید می‌تواند جایگزین مناسبی برای فیبرهای پلی‌استر سنتی در کاربردهای مختلف باشد.
مقاومت در برابر پرزدهی و ساییدگی: بهبود کیفیت ظاهری و طول عمر منسوجات تولید شده با این فیبر را تضمین می‌کند.
استانداردها و گواهینامه‌های زیست‌تجزیه‌پذیری
فیبر CELYS™ موفق به اخذ گواهینامه‌های معتبر بین‌المللی در حوزه تجزیه‌پذیری و کمپوست صنعتی شده است، از جمله:
ASTM D6400 BPI – آمریکا
EN 13432 (DIN CERTCO – اروپا)
Seedling Logo (نماد معتبر اتحادیه اروپا برای کمپوست‌پذیری)
این استانداردها تضمین می‌کنند که فیبر پس از ورود به چرخه کمپوست صنعتی، بدون باقی‌ماندن مواد مضر یا میکروپلاستیک‌ها به طور کامل تجزیه می‌شود.
تطابق با پژوهش‌های علمی اخیر و مبانی فناوری CELYS™
طراحی و توسعه پلی‌استرهای زیست‌تخریب‌پذیر موضوعی است که طی یک دهه اخیر توجه ویژه‌ای در حوزه علوم مواد و مهندسی پلیمرها به خود جلب کرده است. مطالعات پایه‌ای و پژوهش‌های کاربردی متعددی روی ساختار شیمیایی و مسیرهای تجزیه پلی‌استرهای کوپلیمری انجام شده که به‌طور مستقیم با عملکرد فیبرهای کمپوست‌پذیر مانند CELYS™ مرتبط است.
اهمیت طراحی ساختار کوپلیمری
مطالعه Rydz و همکاران (۲۰۱۵) یکی از مراجع کلیدی در این زمینه است که نشان داده است افزودن مونومرهای آلیفاتیک به پلی‌استرهای آروماتیک می‌تواند ساختار پلیمری را به نحوی اصلاح کند که پیوندهای استری حساس‌تر به هیدرولیز و تخریب آنزیمی شوند. این کوپلیمریزاسیون آلیفاتیک-آروماتیک، باعث کاهش وزن مولکولی و افزایش نفوذپذیری آب در زنجیره‌های پلیمری می‌شود که شرط لازم برای تسریع تجزیه زیستی است.
روش‌های نوین تجزیه و بازیافت
در پژوهش پیشرفته‌تر، Gao و همکاران (۲۰۲۴) در مقاله خود به بررسی روش‌های شیمیایی تجزیه (Chemolysis) پرداخته‌اند که به‌عنوان یک راهکار مدرن برای بازیافت و بازتولید پلی‌استرهای زیست‌تخریب‌پذیر معرفی شده است. این روش‌ها علاوه بر تجزیه سریع و کامل پلیمر، امکان بازیابی مونومرهای اصلی را فراهم می‌کنند که از منظر اقتصاد چرخشی و کاهش پسماند اهمیت زیادی دارد.
نقش افزودنی‌ها و کاتالیزورها
مطالعات دیگری مانند کار Zhang و همکاران (۲۰۱۹) نشان داده‌اند که استفاده از افزودنی‌های زیستی و کاتالیزورهای خاص در فرایند پلیمرسازی می‌تواند ساختار پلیمری را به نحوی بهینه کند که سرعت تخریب آن در محیط‌های کمپوست صنعتی و خاک افزایش یابد، بدون اینکه خواص مکانیکی آن به طور قابل توجهی افت کند.
کنترل دقیق شرایط کمپوست و پایداری زیستی
بر اساس پژوهش Kim و همکاران (۲۰۲۱)، عوامل محیطی مانند دما، رطوبت و حضور میکروارگانیسم‌های خاص نقش تعیین‌کننده‌ای در میزان و سرعت تجزیه پلیمرهای کمپوست‌پذیر دارند. این موضوع در توسعه CELYS™ با انتخاب دقیق پارامترهای ساختاری و فرایند تولید به خوبی مد نظر قرار گرفته است تا محصول نهایی بتواند در شرایط استاندارد کمپوست صنعتی (شبیه شرایط ذکر شده در گواهینامه‌های ASTM D6400 و EN 13432) به سرعت تجزیه شود.
تطابق با فناوری‌های آینده
علاوه بر موارد بالا، فناوری CELYS™ همسو با روندهای جهانی حرکت می‌کند که بر طراحی پلیمرهای چندکاره (multifunctional polymers) با قابلیت تنظیم دقیق خواص فیزیکی و زیستی تاکید دارند. این موضوع در مطالعاتی مانند López و همکاران (۲۰۲۳) بررسی شده است که به اهمیت طراحی مولکولی پیشرفته جهت تحقق کامل چرخه‌های بازیافت و تجزیه زیستی پلیمرها می‌پردازد.
بنابراین، فیبر کمپوست‌پذیر CELYS™ بر اساس یافته‌ها و اصول علمی مستحکم و تحقیقات به‌روز طراحی و تولید شده است. این فیبر نه تنها از نظر عملکردی و مکانیکی قابل رقابت با پلی‌استرهای معمولی است، بلکه با تاکید بر زیست‌تخریب‌پذیری و همگامی با روش‌های نوین بازیافت، در مسیر صنعت نساجی پایدار و اقتصاد چرخشی قرار دارد.
مزیت و نوآوری فیبر کمپوست‌پذیر Celys در صنعت نساجی
اکثر فیبرهای مصنوعی از جمله پلی‌استر نو (Virgin Polyester) قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری ندارند و به همین دلیل در محیط زیست به ویژه در پساب‌ها و زباله‌های صنعت پوشاک مشکل‌ساز می‌شوند. فیبرهای Celys، که محصول شرکت Intimiti استرالیا هستند، به عنوان نخستین نسل از جایگزین‌های پلی‌استرهای سنتی طراحی شده‌اند که توانایی تجزیه توسط میکروارگانیسم‌ها را دارند و در نهایت تنها بیوماس (توده زیستی)، دی‌اکسید کربن و آب از آنها باقی می‌ماند.
این ماده بر پایه پلی‌استر متداول نفتی (پترولیم-بیسد) تولید می‌شود اما با فناوری ویژه‌ای که دارد، مشکلات ناشی از پلی‌استرهای معمولی و انتشار میکروپلاستیک‌ها در صنعت مد و نساجی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
ریموند جیانگ، مدیر عملیاتی Intimiti، به Fashion Dive اظهار داشت:
«هدف اصلی ما از معرفی Celys به صنعت مد، ارائه یک جایگزین پایدار، فناورانه و نوآورانه برای پلی‌استرهای متداول است. Celys با قابلیت کمپوست‌پذیری و زیست‌تخریب‌پذیری خود، نگرانی‌های مرتبط با میکروپلاستیک‌های مضر را به طور کامل از بین می‌برد.»
وی همچنین افزود که این شرکت در مسیر ایجاد فناوری بازیافت واقعی «نساجی به نساجی» (Textile-to-Textile Recycling) است که می‌تواند امکان تولید پایدارتر و اقتصاد چرخشی بسته‌تری را برای برندهای مد فراهم کند.
در همین حال، سایر شرکت‌ها نیز به دنبال تولید پلی‌استرهای جایگزین از منابع متفاوت هستند. به عنوان مثال، Kintra Fibers که در سال ۲۰۱۸ تأسیس شده، با استفاده از قند به جای مواد نفتی، نخ‌های زیست‌تخریب‌پذیر و زیست‌پایه برای صنعت پوشاک تولید می‌کند. این شرکت اخیراً با برندهای بزرگی مانند H&M، Inditex و Reformation همکاری کرده و در آوریل ۲۰۲۳ مبلغ ۸ میلیون دلار سرمایه جذب کرده تا توسعه این فناوری‌ها را تسریع کند. هدف نهایی Kintra نیز کاهش میزان میکروپلاستیک‌های منتشر شده در محیط زیست است.
سایت الیاف celys
