عوامل موثر بر گسترش و رشد زیست کامپوزیت ها
عواملی نظیر توجه به حفاظت از محیط زیست، پایین آوردن هزینه ها و کمبود ذخایر نفتی سبب گردیدند تا از زیست کامپوزیت ها مواد و محصولات جدیدی تولید شوند. به این ترتیب بازیافت مواد زائد روز به روز بیشتر اهمیت پیدا می کند ولی از آنجا که بین محل دفن زباله ها و محل تولید زیست کامپوزیت ها فاصله زیادی وجود دارد، هزینه بازیافت زباله افزایش می یابد. بنابراین باید تا حد امکان به جمع آوری زباله های قابل بازیافت روی آورد و از دور انداختن آنها پرهیز کرد . زباله ها باید طبق مقررات دولتی بازیافت شوند به همین علت بسیاری از دولت ها در کشورهای خود مقرراتی وضع نموه اند تا با رعایت آنها امکان استفاده از محصولات بازیافتی یا کامپوزیت های “سبز” افزایش یابد. به عنوان مثال در برخی کشورها از تولید کنندگان تعهداتی اخذ می گردد و به این ترتیب تولید کننده مذکور ملزم می شود محصولی ارائه دهد که تا پایان عمر مفید خود به محیط زیست خسارتی وارد نکند و پس از آن نیز به طبیعت باز گردد. آیین نامه های از رده خارج کردن خودروهای فرسوده و مدیریت پسماندهای الکتریکی و الکترونیکی فقط بر قابل بازیافت کردن این محصولات تاکید نمیکنند بلکه تولیدکنندگان را مجبور می کنند که از مواد زیست تجزیه پذیر داخل آنها مجددا استفاده نمایند. می توان با استفاده از کامپوزیت های زیست تجزیه پذیر قطعاتی نظیر بدنه و صفحه نمایشگر رایانه و تلفن همراه را تولید نمود. پلیمرهای تقویت شده با الیافی که قبلا در این قطعات مورد استفاده قرار می گرفتند، قابل بازیافت نبودند و پس از به اتمام رسیدن عمر مفید وسایل مذکور استفاده مجدد از آن پلیمرها امکان پذیر نبود. علت قابل بازیافت نبودن کامپوزیت های پلیمری مذکور این است که الیاف و رزین تشکیل دهنده آنها از سفتی و استحکام کششی بالایی برخوردار می باشند. پس از پایان طول عمر مفید زیست کامپوزیتها می توان آنها را بازیافت نمود و مجددا مورد استفاده قرار داد اما کامپوزیتهای الیاف شیشه و رزین های پلی استر اُرتو و ایزو از این مزیت برخوردار نیستند. از گذشته خواص مکانیکی نظیر چگالی پایین، سفتی و استحکام بالا و عوامل نظیر تجزیه آسان ( در اثر حرارت و طی فرایند بازیافت)، جلوگیری از اتلاف انرژی، کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن و زیست تجزیه پذیر بودن باعث شده است، که بازار زیست کامپوزیت ها به سرعت رونق گیرد. به علاوه از آنجا که کامپوزیت های مذکور عایق حرارتی خوبی هستن و چگالی آنها نیز پایین است استفاده از آنها باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می گردد و به این ترتیب به حفاظت از محیط زیست نیز کمک شایانی میگردد. نیاز روز افزون صنعت به استفاده از زیست کامپوزیت ها باعث شد که کشت محصولات کشاورزی غیر خوراکی افزایش یابد و از آنها کامپوزیت های جدیدی تولید گردد. محصولات کشاورزی غیرخوراکی، ماده اولیه زیست تجزیه پذیر صنایع را تامین می کنند. به علاوه اگر عملیات فرآوری این محصولات نیز در روستاها انجام شود، می تواند به رونق گرفتن صنعت در روستاها نیز کمک کند. در مورد فواید زیست محیطی استفاده از کامپوزیت های زیست تجزیه پذیر به خوبی اطلاع رسانی شده است و آگاهی عمومی در مورد استحکام این محصولات به اندازه کافی بالاست، اما نباید فراموش کرد که این مواد “سبز” از پتانسیل های بیشتری برخوردار هستند. با این وجود هنوز هم بر سر راه تولید تجاری زیست کامپوزیت ها موانع فنی متعددی وجود دارد که مصرف کنندگان را برای استفاده از این مواد دچار مشکل می کند. بنابراین اگر قرار باشد که زیست کامپوزیت ها با دیگر کامپوزت وارده رقابت شوند، باید این موانع را از سر راه آنها برطرف نمود.
موانع فنی، اقتصادی و زیست محیطی بر سر راه کامپوزیت های زیست تجزیه پذیر
از جمله موانع فنی که بر سر راه تولید تجاری زیست کامپوزیت ها وجود دارد خواص مکانیکی ضعیف و عملکرد محدود مواد اولیه آنها می باشد. به عبارت دیگر از آنجا که الیاف طبیعی از استحکام بالایی برخوردار نیستند، در کامپوزیتهای گرماسخت تقویت شده با الیاف نمی توان از آنها به وفور استفاده نمود. فعلا در زیست کامپوزیت ها از مت الیاف بافت نشده یا از الیاف بافت شده طبیعی استفاده می گردد که البته هیچکدام برای استفاده در کامپوزیت های با کارایی بالا مناسب نیستند. از دیگر موانع فنی استفاده از زیست کامپوزیت ها این است که باید کیفیت و خواص مکانیکی مواد اولیه آنها ثابت باشد ضمنا باید مواد اولیه مذکور از منابع متعددی استخراج گردد تا تولید کننده با کاهش مواد اولیه مواجه نگردد. الیاف طبیعی که صرفا جهت کاربردهای صنعتی تولید می گردند با کمبود منابع روبرو هستند بنابراین برای اینگونه کاربردها الیاف مناسب به وفور در دسترس نمی باشد. به عبارت دیگر برای یافتن منابع جدید این الیاف باید فورا بروی یک برنامه تحقیقی و توسعه سرمایه گذاری کرد و آنگاه الیاف با خواص مناسب صنعت را فرآوری و تولید نمود. اگر قرار باشد که از زیست کامپوزیت ها به این دلیل استفاده گردد که این مواد استانداردهای زیست محیطی (نظیر ISO 14000) را اخذ کرده اند، باید استانداردهای تحلیل چرخه عمر (برآورد اثرات مخرب فناوری های تولید، بسته بندی، نحوه نگهداری و دفع مواد روی محیط زیست) یا دیگر استانداردهای معتبر نیز این مطلب را تایید کنند. طبق استانداردهای تحلیل چرخه عمر لزوما تمام زیست کامپوزیت هایی که در آنها از الیاف طبیعی استفاده شده است، به محیط زیست کمتر آسیب نمی رسانند. در واقع از این استانداردها چنین بر می آید که زیست کامپوزیت هایی که ماده زمینه آنها یک رزین پلیمری است، بیشترین آسیب را به محیط زیست وارد می کنند، هر چند که این رزین ها با الیاف طبیعی تقویت شده باشند. به همین دلیل است که امروزه در زیست کامپوزیت ها از رزین های گرمانرم و گرما سخت زیست تجزیه پذیر بیشتر استفاده می شود.
مقرراتی که برای استفاده از زیست کامپوزیت ها وضع شده است به علاوه هزینه استانداردسازی مواد اولیه این محصولات، از موانعی هستند که اجازه نمی دهند در زیست کامپوزیت ها از مواد اولیه جدید استفاده شود. بنابراین باید روی افزایش ظرفیت تولید زیست کامپوزیت ها و فناوری های جدید تولید این محصولات سرمایه گذاری شود تا چالش های فنی که بر سر راه تجاری سازی زیست کامپوزیت ها وجود دارد، برطرف گردد.