आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक

क्या आप जानते हैं कि ये आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक हैं?

परिचय: पर्यावरण के अनुकूल पैकेजिंग के बढ़ते पक्ष के साथ, सड़ सकने वाली सामग्रियों की मांग धीरे-धीरे बढ़ गई है। लोगों ने कुछ पर्यावरण के अनुकूल सामग्रियों की तलाश और विकास करना शुरू किया जो टिकाऊ या पर्यावरणीय हैं। बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल और होनहार हरी सामग्री में से एक है। यह लेख बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक के लिए कई सामान्य प्लास्टिक का संक्षेप में वर्णन करता है। मित्र संदर्भ:

जीजी उद्धरण;

डिग्रेडेबल प्लास्टिक

निर्दिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों में, समय की अवधि के बाद और एक या एक से अधिक चरणों सहित, सामग्री की रासायनिक संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन और कुछ गुणों (जैसे अखंडता, आणविक भार, संरचना या यांत्रिक शक्ति) और / या के नुकसान के परिणामस्वरूप। टूटा हुआ प्लास्टिक। मानक परीक्षण विधियाँ जो प्रदर्शन में परिवर्तन दर्शाती हैं, उन्हें परीक्षण के लिए उपयोग किया जाना चाहिए, और प्रकार को गिरावट विधि और सेवा जीवन के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए। डिग्रेडेबल प्लास्टिक्स को डिजाइन किए गए अंतिम गिरावट मार्गों के अनुसार बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक, कम्पोस्टेबल प्लास्टिक, फोटोडेग्रेडेबल प्लास्टिक और थर्मल ऑक्सीजन डिग्रेडेबल प्लास्टिक में वर्गीकृत किया गया है।

बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक

प्राकृतिक परिस्थितियों जैसे मिट्टी और / या रेतीली मिट्टी, और / या विशिष्ट परिस्थितियों जैसे खाद की स्थिति या अवायवीय पाचन की स्थिति या जलीय संस्कृति तरल पदार्थ में गिरावट, सूक्ष्मजीवों जैसे बैक्टीरिया, मोल्ड और समुद्री शैवाल की कार्रवाई के कारण होती है। और अंततः पूरी तरह से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) या / और मीथेन (CH4), पानी (H2O) और तत्वों के खनिज अकार्बनिक लवण और नए बायोमास प्लास्टिक में पूरी तरह से सड़ गए। इसे बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक के रूप में भी जाना जाता है।

बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक का वर्गीकरण: विभिन्न कच्चे माल की संरचना और निर्माण प्रक्रिया के अनुसार, इसे निम्नलिखित तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: प्राकृतिक पॉलिमर और उनके संशोधित सामग्री, माइक्रोबियल सिंथेटिक बहुलक सामग्री और रासायनिक रूप से संश्लेषित बहुलक सामग्री।

आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक हैं: पॉली 3-हाइड्रॉक्सीकल्कनेट (पीएचए), पॉलीएलैक्टिक एसिड (पीएलए), पॉली-कैप्रोलैक्टोन (पीसीएल) और पॉलीब्यूटिलिन सक्विनेट (पीबीएस)।

पाली 3-हाइड्रॉक्सील्कानोएट (PHA)

पॉलीहाइड्रॉक्सी फैटी एसिड एस्टर विभिन्न कार्बन स्रोत किण्वन के माध्यम से सूक्ष्मजीवों द्वारा संश्लेषित विभिन्न संरचनाओं के एलीफेटिक कोपॉलेस्टेर हैं। सबसे आम पाली 3-हाइड्रॉक्सीब्युटेरेट (PHB), पॉलीहाइड्रॉक्सीवेलरेट (PHV) और PHB और PHV (PHBV) के कोपोलिमर हैं। PHB एक थर्माप्लास्टिक पॉलिएस्टर है जो व्यापक रूप से प्रकृति में पाया जाता है, विशेष रूप से बैक्टीरिया कोशिकाओं के बीच पाया जाता है। PHB के कई भौतिक और यांत्रिक गुण पॉलीप्रोपाइलीन प्लास्टिक्स के करीब हैं, लेकिन इसमें जैवअवक्रमण और बायोकंपैटिबिलिटी है, और इसे जीवित शरीर में β-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक एसिड, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में पूरी तरह से नीचा दिखाया जा सकता है। इस बायोप्लास्टिक से बनी सामग्री का उपयोग दवा रिलीज सिस्टम, प्रत्यारोपण और कुछ उपकरणों में किया जा सकता है जो चिकित्सा के बाद मानव शरीर में हानिरहित रूप से विघटित हो जाते हैं, लेकिन पॉलीप्रोपाइलीन की तुलना में, पीएचबी कठिन और अधिक भंगुर होता है। PHB और PHV copolymerization (PHBV) PHB&की उच्च क्रिस्टलीयता, भंगुर कमजोरी को सुधार सकते हैं, इसके यांत्रिक गुणों, गर्मी प्रतिरोध और जल प्रतिरोध में सुधार कर सकते हैं। PHB / PHV कोपॉलेमर पहले से ही व्यापार नाम बायपोल के तहत बिक्री के लिए उपलब्ध हैं। बायोपोल विभिन्न सामग्रियों की एक श्रृंखला से बना है। जब PHV की सामग्री 30% से अधिक नहीं होती है, और PHB / PHV 89/11 है, तो कॉपोलीमर में सबसे अच्छी ताकत और क्रूरता है। ऐसे उत्पादों का उपयोग खाद्य पैकेजिंग, सौंदर्य प्रसाधन, चिकित्सा, स्वास्थ्य और कृषि उद्योगों में किया जा सकता है।

पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA)

पॉलीएलैक्टिक एसिड (PLA) एक पॉलिएस्टर है जो रासायनिक रूप से माइक्रोबियल किण्वन उत्पाद-लैक्टिक एसिड से संश्लेषित होता है।

पॉलीएलैक्टिक एसिड का उत्पादन लैक्टिक एसिड पर आधारित होता है। पारंपरिक लैक्टिक एसिड किण्वन ज्यादातर स्टार्चयुक्त कच्चे माल का उपयोग करता है। वर्तमान में, संयुक्त राज्य अमेरिका, फ्रांस, जापान और अन्य देशों ने कृषि, साइडलाइन उत्पादों जैसे कि मकई, गन्ना, चुकंदर, आलू के रूप में कच्चे माल के रूप में लैक्टिक एसिड का उत्पादन करने के लिए किण्वन के लिए विकसित और उपयोग किया है, और फिर पॉलीलैक्टिक एसिड का उत्पादन किया है। बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक पॉलीएलैक्टिक एसिड के लिए मकई पसंदीदा कच्चा माल है। बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक पॉलीएलैक्टिक एसिड के निर्माण की प्रक्रिया इस प्रकार है: सबसे पहले, मकई को चूर्णित किया जाता है, स्टार्च को अलग किया जाता है, मूल ग्लूकोज को स्टार्च से निकाला जाता है, और अंत में बीयर जैसी किण्वन प्रक्रिया का उपयोग ग्लूकोज को लैक्टिक एसिड में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। , और फिर निकाले गए लैक्टिक एसिड को अंतिम बहुलक-पॉलीलैक्टिक एसिड में बनाया जाता है।

पॉलीएलैक्टिक एसिड एक बायोडिग्रेडेबल बहुलक है जो अनाज जैसे अक्षय संसाधनों से उत्पन्न होता है। पॉलीएलैक्टिक एसिड के उत्पादन मार्ग में, लैक्टिक एसिड मोनोमर को पहले अनाज के तलछट के माध्यम से ग्लूकोज में हाइड्रोलाइज किया जाता है, और ग्लूकोज को किण्वन प्रक्रिया द्वारा सोडियम लैक्टेट में परिवर्तित किया जाता है, इस प्रकार तैयार किया जाता है। लैक्टिक एसिड को आगे केंद्रित किया जाता है और फिर पॉलीकोंडेन्सेशन (प्रीपॉलीमर बनाने), थर्मल डेपोलाइराइजेशन (डाइलेक्टाइड बनाने), रिंग-ओपन पॉलीमराइजेशन और डीपोलाइराइजेशन के क्रम में पॉलिमराइज किया जाता है। प्राप्त पॉलीएलैक्टिक एसिड का आणविक वजन 75,000 ग्राम / मोल जितना होता है।

एक सामान्य विधि द्वारा लैक्टिक एसिड पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया को अंजाम देकर केवल लैक्टिक एसिड ओलिगोमर्स प्राप्त किया जा सकता है। वर्तमान में, उच्च आणविक भार पीएलए तैयार करने के लिए सबसे अधिक अध्ययन की विधि लैक्टाइड के रिंग-ओपनिंग पोलीमराइजेशन के माध्यम से है, और लैक्टाइड को उच्च तापमान क्रैकिंग के माध्यम से लैक्टिक एसिड ओलिगोमर्स से संश्लेषित किया जाता है। रिंग-ओपनिंग पॉलिमराइजेशन मैकेनिज्म और लैक्टाइड की प्रतिक्रिया स्थितियों पर विस्तृत शोध रिपोर्ट है। हाल ही में, जापान जीजी के मित्सुई केमिकल्स कं, लिमिटेड ने लैक्टाइड के माध्यम से पारित किए बिना लैक्टिक एसिड के पॉलीकोंडेशन द्वारा सीधे पॉलीइलैक्टिक एसिड तैयार करने के लिए एक नई तकनीक का प्रस्ताव दिया। यह तकनीक उच्च आणविक भार पॉलीलैक्टिक एसिड प्राप्त करने के लिए समाधान पॉलीकोंडेशन के माध्यम से एक अत्यधिक सक्रिय उत्प्रेरक का उपयोग करती है। चूंकि लैक्टिक एसिड और लैक्टाइड में असममित कार्बन परमाणु होते हैं, इसलिए एल-पीएलए, डी-पीएलए और डीएल-पीएलए जैसे अलग-अलग स्टीरियोरगुलैरिटी वाले पीएलए को पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

पॉलीएलैक्टिक एसिड में नमी प्रतिरोध, तेल प्रतिरोध और वायुरोधीता अच्छी होती है, और इसका प्रदर्शन कमरे के तापमान पर स्थिर होता है, लेकिन तापमान 55 ℃ से अधिक होने पर या ऑक्सीजन संवर्धन और सूक्ष्मजीवों की क्रिया के तहत यह अपने आप गिर जाएगा। उपयोग के बाद, यह प्रकृति में सूक्ष्मजीवों द्वारा पूरी तरह से अपमानित किया जा सकता है, और अंततः पर्यावरण को प्रदूषित किए बिना कार्बन डाइऑक्साइड और पानी उत्पन्न करता है, जो पर्यावरण की रक्षा के लिए बहुत फायदेमंद है।

पॉलीलैक्टिक एसिड का क्षरण दो चरणों में विभाजित है: 1) सबसे पहले, यह लैक्टिक एसिड मोनोमीटर में हाइड्रोलाइज्ड होता है; 2) लैक्टिक एसिड मोनोमर्स को सूक्ष्मजीवों की कार्रवाई के तहत कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में अपमानित किया जाता है। पॉलीएलैक्टिक एसिड से बना भोजन कप केवल 60 दिनों में पूरी तरह से खराब हो सकता है, वास्तव में पारिस्थितिकी और अर्थव्यवस्था के दोहरे प्रभाव को प्राप्त कर सकता है।

Poly-caprolactone (PCL)

Poly-caprolactone (PCL) एक कम पिघलने वाला बहुलक है जो cap-caprolactone के रिंग-ओपनिंग पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। इसका गलनांक केवल 62 ° C है। PCL की विकृति पर शोध 1976 से शुरू किया गया है। एनारोबिक और एरोबिक दोनों वातावरण में, PCL सूक्ष्मजीवों द्वारा पूरी तरह से विघटित हो सकता है। पीएलए के साथ तुलना में, पीसीएल में बेहतर हाइड्रोफोबिसिटी है, लेकिन गिरावट की दर धीमी है; इसी समय, इसकी संश्लेषण प्रक्रिया सरल है और लागत कम है। पीसीएल में उत्कृष्ट प्रसंस्करण प्रदर्शन है, और इसे सामान्य प्लास्टिक प्रसंस्करण उपकरण के साथ फिल्मों और अन्य उत्पादों में बनाया जा सकता है। इसी समय, पीसीएल और कई पॉलिमर में अच्छी संगतता होती है, जैसे पीई, पीपी, पीवीए, एबीएस, रबर, सेल्यूलोज और स्टार्च, आदि, सम्मिश्रण के माध्यम से, और कोपोलिमराइजेशन उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ सामग्री प्राप्त कर सकते हैं। विशेष रूप से स्टार्च के साथ इसका सम्मिश्रण या मैथुनविषेककरण न केवल इसकी जैवअवक्रमणशीलता को बनाए रख सकता है, बल्कि लागत को भी कम कर सकता है, इसलिए इसने आपका ध्यान आकर्षित किया है। पीसीएल और स्टार्च को अच्छे जल प्रतिरोध के साथ खराब होने वाले प्लास्टिक को प्राप्त करने के लिए मिश्रित किया जा सकता है, और इसकी कीमत कागज के समान है। इन-सीटू पोलीमराइज़ेशन विधि का उपयोग करके, उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ थर्माप्लास्टिक बहुलक प्राप्त करने के लिए स्टार्च के साथ ग्राफ्टैक्टोन को ग्राफ्ट किया जा सकता है।

पॉलिएस्टर - पीबीएस / पीबीएसए

समान उत्पादों की तुलना में, पॉलिएस्टर जैविक उप-प्लास्टिक के फायदे:

1) उपरोक्त जैव-घटते प्लास्टिक (पॉलीलैक्टिक एसिड, पॉली-कैप्रोलैक्टोन, पॉलीहाइड्रॉक्सीकाइल एस्टर) की घातक कमजोरियों में से एक खराब गर्मी प्रतिरोध है, जो खानपान के क्षेत्र में इसके आवेदन और प्रचार को प्रभावित करता है।

2) उपरोक्त जैविक उप-प्लास्टिक (पॉलीएलैक्टिक एसिड, पॉली-कैप्रोलैक्टोन, पॉलीहाइड्रोक्साइकल एस्टर) की प्रसंस्करण की स्थिति गंभीर है, और औद्योगिकीकरण में कुछ कठिनाइयां हैं।

3) पॉलीएलैक्टिक एसिड एक जल-अपघट्य जैव-प्लास्टिक है। यह भंडारण के दौरान पानी के अणुओं को स्वीकार नहीं कर सकता है, और सामान्य भंडारण और सामान्य उपयोग के दौरान इसके प्रदर्शन की गारंटी नहीं दी जा सकती है।

पॉलीब्यूटिलीन सक्विनेट (पीबीएस) एक विशिष्ट पॉलिएस्टर बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक है। यह उपरोक्त कमजोरियों पर काबू पाने के कारण है कि यह बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक सामग्री में अग्रणी बन गया है। यह अत्यंत बहुमुखी है और इसका उपयोग पैकेजिंग, टेबलवेयर, सौंदर्य प्रसाधन की बोतलों और दवा की बोतलों, डिस्पोजेबल चिकित्सा आपूर्ति, कृषि फिल्मों, कीटनाशक और उर्वरक धीमी-रिलीज़ सामग्री, बायोमेडिकल पॉलिमर सामग्री और अन्य क्षेत्रों में किया जा सकता है। पीबीएस में उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन, उचित लागत प्रदर्शन है, और इसमें अच्छे आवेदन और पदोन्नति की संभावनाएं हैं। पीसीएल, पीएचबी, पीएचए और अन्य खराब होने वाले प्लास्टिक की तुलना में, पीबीएस की कीमत मूल रूप से समान है, कोई फायदा नहीं है; अन्य बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक की तुलना में, पीबीएस में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं, पीपी और एबीएस प्लास्टिक के करीब; अच्छी गर्मी प्रतिरोध, थर्मल विरूपण तापमान 100 ℃ के करीब, संशोधन के बाद उपयोग तापमान 100 ℃ से अधिक हो सकता है, गर्म और ठंडे पेय पैकेजिंग और लंच बॉक्स तैयार करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, कम गर्मी प्रतिरोध तापमान के साथ अन्य बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक की कमियों को दूर; प्रसंस्करण प्रदर्शन बहुत अच्छा है, मौजूदा प्लास्टिक प्रसंस्करण सामान्य उपकरणों पर इस्तेमाल किया जा सकता है विभिन्न मोल्डिंग प्रक्रियाओं को करना वर्तमान में खराब होने वाले प्लास्टिक के प्रसंस्करण प्रदर्शन में सबसे अच्छा है। इसी समय, कम लागत वाले उत्पादों को प्राप्त करने के लिए कैल्शियम कार्बोनेट और स्टार्च जैसे बड़ी मात्रा में फिलर मिश्रित किए जा सकते हैं; पीबीएस उत्पादन को मौजूदा सामान्य पॉलिएस्टर उत्पादन उपकरण द्वारा थोड़ा संशोधित किया जा सकता है, वर्तमान घरेलू पॉलिएस्टर उपकरण में एक गंभीर अति-क्षमता है, और पीबीएस का परिवर्तन और उत्पादन अतिरिक्त पॉलिएस्टर उपकरण के लिए नए अवसर प्रदान करता है।

इसके अलावा, पीबीएस केवल विशिष्ट सूक्ष्मजीवों के संपर्क में आता है, जैसे कि खाद, और इसका प्रदर्शन सामान्य भंडारण और उपयोग के दौरान बहुत स्थिर होता है।

पीबीएस उत्पादन के लिए मुख्य कच्चे माल के रूप में एलिफैटिक स्यूसिनिक एसिड और ब्यूटाइलीन ग्लाइकोल का उपयोग करता है। यह पेट्रोकेमिकल उत्पादों के माध्यम से मांग को पूरा कर सकता है, या इसे प्राकृतिक, नवीकरणीय फसल उत्पादों जैसे स्टार्च, सेलोसोज, ग्लूकोज, आदि के माध्यम से जैव-किण्वन के माध्यम से उत्पादित किया जा सकता है। प्रकृति से हरा गोलाकार उत्पादन और प्रकृति की ओर लौटते हैं। इसके अलावा, जैविक किण्वन प्रक्रिया द्वारा उत्पादित कच्चे माल भी कच्चे माल की लागत को काफी कम कर सकते हैं, जिससे आगे पीबीएस की लागत कम हो सकती है।

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