Polymer หรือพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (Biodegradable polymer)

พอลิเมอร์หรือพลาสติกย่อยสบายได้ทางชีวภาพ คือ พอลิเมอร์หรือพลาสติกที่ย่อยสลายได้โดยการทำงานของจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย และเชื้อรา ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีภายใต้สภาวะที่เหมาะสมในช่วงเวลาที่กำหนดอย่างสมบูรณ์ ส่วนที่เหลือหรือตกค้างต้องไม่มีความเป็นพิษ หรือเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท คือ

2.1 พอลิเมอร์ที่ได้จากธรรมชาติ
 พอลิเมอร์ที่ได้จากธรรมชาติไม่ว่าเป็นพืช สัตว์หรือจุลินทรีย์รวมถึงอนุพันธ์ของพอลิเมอร์ชีวภาพเหล่านี้ เช่น ยาง แป้ง เซลลูโลส ไคติน/ไคโตซาน เคซีน และวุ้น โดยมากอยู่ในจำพวกพอลิแซคคาร์ไรด์และโปรตีน ซึ่งพอลิเมอร์ชีวภาพประเภทนี้มักชอบความชื้น

2.2 พอลิเมอร์ที่ได้จากการสังเคราะห์โมโนเมอร์ชีวภาพ
 พอลิเมอร์ที่ได้จากการสังเคราะห์โมโนเมอร์ชีวภาพ เช่น พอลิแลคติก (Polylactic acid; PLA) จากกรดแลคติกที่ได้จากแป้งและพอลิยูรีเธนจากน้ำมันมะพร้าว พอลิไวนิล แอลกอฮอล์ (Polyvinyl alcohol) พอลิคาโพรแลคโทน (Polycaprolactone) พอลิเอทิลีนไกลคอล (Polyethylene glycol) พอลิไฮดรอกซีอัลคาโนเอต (Polyhydroxyl alkanoate) เป็นต้น พอลิเมอร์ดังกล่าวมีสมบัติที่ดีกว่าพอลิเมอร์ที่ได้จากธรรมชาติ เช่น แป้ง และเมื่อนำไปผสมกับแป้งทำให้มีสมบัติทางกลที่ดีและมีความสามารถต้านทานความชื้นได้ดีขึ้น

2.3 พอลิเมอร์ที่สร้างจากจุลินทรีย์หรือแบคทีเรีย
 พอลิเมอร์ที่สร้างจากจุลินทรีย์หรือแบคทีเรียที่ผ่านการตัดแต่งทางพันธุกรรม เช่น เซลลูโลสจากแบคทีเรียและพอลิไฮดรอกซีบิวธิเรต ซึ่งเป็นแหลงลังงานคาร์บอกของแบคทีเรีย

พอลิเมอร์หรือพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพมีกลไกการย่อยสลายแบ่งเป็น 4 ประเภท คือ

1. การย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (Biodegradation) เป็นกระบวนการที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีอันเนื่องมาจากกระบวนการย่อยสลายของจุลินทรีย์ สิ่งสำคัญคือ พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพควรเกิดการย่อยสลายที่สมบูรณ์ สะอาด ไม่เป็นพิษ ภายในสภาวะที่เหมาะสมในช่วงเวลาที่กำหนดอย่างสมบูรณ์ ส่วนที่เหลือหรือตกค้างต้องไม่มีวชความเป็นพิษหรือเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารประกอบขนาดเล็กที่มีความเสถียร และพบได้ทั่งไปในธรรมชาติ เช่น ก๊าซคาร์บอกไดออกไซด์ ก๊าซมีเทน และน้ำ

2. การย่อยสลายทางชีวภาพด้วยการคอมโพสท์ (Composting) เป็นกระบวนการหมักเพื่อให้เกิดการย่อยสลายทางชีวภาพโดยจุลินทรีย์โดยใช้ออกซิเจนภายใต้ภาวะที่มีการควบคุม พลาสติกจะมีการย่อยสลายและเปลี่ยนแปลงไปเป็นสารที่มีลักษณะคล้ายฮิวมัส (Humus) หรือดินดำ นอกจากนี้ยังมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และแร่ธาตุต่างๆ ผลิตภัณฑ์ร่วม ไม่เหลือเศษวัสดุขนาดใหญ่ตกค้างและไม่เป็นพิษ สามารถนำไปใช้ปรับปรุงคุณภาพของดินให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของพืช พลาสติกจะได้ชื่อว่า ย่อยสลายได้โดยคอมโพสท์ (Compostable plastic) นั้น ต้องมีอัตราการย่อยสลายในคอมโพสท์ไม่ช้ากว่าเซลลูโลส ซึ่งเป็นวัสดุมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับ

3. การย่อยสลายทางชีวภาพโดยการผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydro-biodegradation) เป็นการย่อยสลายขั้น 2 ขั้นตอน โดยผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสก่อนแล้วจึงเกิดการย่อยสลายทางชีวภาพ

4. การย่อยสลายทางชีวภาพโดยแสง (Photo-biodegradation) เป็นการย่อยสลาย 2 ขั้นตอนโดยผ่านปฏิกิริยาการย่อยสลายโดยแสงก่อนแล้วจึงเกิดการย่อยสลายทางชีวภาพ

ปัจจัยที่กำหนดความช้าเร็วของการย่อยสลายทางชีวภาพ ได้แก่ น้ำหนักและโครงสร้างทางเคมีโมเลกุลของพอลิเมอร์ จุดหลอมตัว (Melting point) ปริมาณความเป็นผลึก (Crystallinity) ชนิดและปริมาณของจุลินทรีย์ อุณหภูมิ ความชื้น ค่าความเป็นกรด-ด่าง และปริมาณสารอาหารในสภาวะแวดล้อม โดยทั่วไปพบว่าพลาสติกที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ จุดหลอมเหลวต่ำ มีความเป็นระเบียบในการจัดเรียงลำดับในโมเลกุลต่ำ หรือมีโครงสร้างโมเลกุลเป็นเส้นตรงจะสามารถย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ได้ดีกว่าพลาสติกที่มีค่าดังกล่าวสูง