स्टार्च-आधारित प्लास्टिक अनुसंधान और विकास पृष्ठभूमि, प्रक्रिया सिद्धांत
स्टार्च-आधारित प्लास्टिक स्टार्च को रासायनिक रूप से संशोधित करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करते हैं, स्टार्च के हाइड्रॉक्सिल समूह को कम करते हैं, इसकी मूल संरचना को बदलते हैं, जिससे स्टार्च के संबंधित गुणों को बदलते हैं, और मूल स्टार्च को थर्माप्लास्टिक स्टार्च में बदल देते हैं।
आर एंड डी पृष्ठभूमि
स्टार्च प्राकृतिक बहुलक है जो दुनिया में सेलुलोज के बाद दूसरे स्थान पर है। यह स्रोत, नवीकरणीय और सस्ती में समृद्ध है। इसका उपयोग संशोधित प्लास्टिककरण के माध्यम से स्टार्च-आधारित प्लास्टिक का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है। जैव-आधारित सामग्रियों में एक महत्वपूर्ण श्रेणी के रूप में, स्टार्च-आधारित प्लास्टिक ने औद्योगिक उत्पादन और अनुप्रयोग को सफलतापूर्वक प्राप्त किया है। स्टार्च-आधारित प्लास्टिक एक प्रकार का प्लास्टिक उत्पाद है जो मुख्य कच्चे माल के रूप में स्टार्च से बना होता है, संशोधित और प्लास्टिसाइज्ड होता है और फिर अन्य पॉलिमर के साथ मिश्रित होता है। यह एक तरह का बायोप्लास्टिक है। स्टार्च-आधारित बायोप्लास्टिक को जैव-आधारित प्लास्टिक और बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक में विभाजित किया जा सकता है।
स्टार्च-आधारित बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक आम तौर पर बायोडिग्रेडेबल पॉलीस्टरों (जैसे PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, आदि) के साथ संशोधित स्टार्च के मिश्रण होते हैं, जो पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल, कम्पोस्टेबल, पर्यावरण के अनुकूल और कचरे के लिए उपयुक्त होते हैं। खाद, लैंडफिल और अन्य उपचार विधियाँ। स्टार्च-आधारित जैव-आधारित प्लास्टिक आम तौर पर संशोधित स्टार्च और पॉलीपोलिन (जैसे पीपी / पीई / पीएस, आदि) का मिश्रण होता है। इसका पर्यावरणीय महत्व पेट्रोकेमिकल संसाधनों के उपयोग को कम करना, कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करना है, और अपशिष्ट भस्मारती के लिए उपयुक्त है। दोनों सामग्री पारंपरिक पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिक की जगह ले सकती हैं और व्यापक रूप से प्लास्टिक पैकेजिंग सामग्री, शॉक-प्रूफ सामग्री, प्लास्टिक की फिल्मों और प्लास्टिक बैग, डिस्पोजेबल टेबलवेयर, खाद्य कंटेनर, खिलौने, और इस तरह से उपयोग की जाती हैं।
प्रक्रिया सिद्धांत
स्टार्च एक प्राकृतिक उच्च आणविक बहुलक है, जिसके अणु (आणविक संरचना II और III) में बड़ी मात्रा में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, इसलिए स्टार्च मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच बातचीत मजबूत होती है, जो मूल स्टार्च को प्रक्रिया को पिघलाने में मुश्किल बनाता है, और अन्य पॉलिमर के साथ साझा किया जाता है । मिश्रण प्रक्रिया में अन्य पॉलिमर के साथ संगतता भी खराब है। हालांकि, ये हाइड्रॉक्सिल समूह रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं जैसे एस्टरीफिकेशन, ईथरिफिकेशन, ग्राफ्टिंग और क्रॉसलिंकिंग। स्टार्च के हाइड्रॉक्सिल समूह को कम करने और इसकी मूल संरचना को बदलने के लिए स्टार्च को रासायनिक रूप से संशोधित करने के लिए इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, जिससे स्टार्च के संबंधित गुणों को बदलते हैं और मूल स्टार्च को थर्मोप्लास्टिक स्टार्च में बदल देते हैं।
1. स्थिरीकरण, स्थानान्तरण या ईथरीकरण
स्टार्च की हाइड्रोफिलिसिटी को हाइड्रोफोबिसिटी में बदलने के लिए, स्टार्च के अणु पर हाइड्रॉक्सिल समूह को एक फैटी एसिड, एक फैटी एसिड एस्टर या स्टार्च एस्टर बनाने के लिए ट्रांसस्टेरिफाइड किया जाता है।
2, क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रिया
स्टार्च सामग्री की ताकत और गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, स्टार्च के उदारवादी क्रॉसलिंकिंग का कारण बनने के लिए दो या अधिक कार्यात्मक समूहों (जैसे पॉलीबेसिक एसिड, आदि) वाले यौगिक के साथ स्टार्च को क्रॉस-लिंक किया गया है।
3, सम्मिश्रण और सुधार copolymerization स्वतंत्र नवाचार
अधिकांश स्टार्च प्लास्टिक को अन्य बहुलक सामग्री के साथ स्टार्च को मिश्रित और तैयार करके तैयार किया जाता है। परिणामी उत्पाद में खराब संगतता और सीमित उपयोग के कारण सीमित संगतता है। स्टार्च आधारित प्लास्टिक स्टार्च और अन्य पॉलिमर के ग्राफ्ट कॉपोलीमर प्राप्त करने के लिए स्टार्च संशोधन प्रक्रिया के दौरान स्टार्च का भी उपयोग करते हैं, जिससे अन्य बहुलक सामग्रियों के साथ स्टार्च की संगतता में सुधार होता है। रासायनिक संशोधन के माध्यम से, स्टार्च संशोधन का एहसास हुआ: हाइड्रोफिलिसिटी को हाइड्रोफोबिसिटी में बदल दिया गया; ताप संवेदनशीलता को तापमान प्रतिरोध में बदल दिया गया था; कठोरता और भंगुरता को बदलकर प्लास्टिसिटी कर दिया गया। यह संशोधन स्टार्च संशोधन की विश्वव्यापी समस्या को हल करता है और बाद के प्रसंस्करण के लिए एक अच्छी नींव देता है।
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