બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર પ્લાસ્ટિકનો વિકાસ અને એપ્લિકેશન, બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક એ પોલિમર સામગ્રીના અધોગતિના કાર્ય સાથે એક પ્રકારનો નવો પ્રકાર છે, ઉપયોગની પ્રક્રિયામાં, તે સમાન પ્રકારના સામાન્ય પ્લાસ્ટિક સાથે સંબંધિત આરોગ્ય અને સંબંધિત એપ્લિકેશન કામગીરી સાથે સંબંધિત છે, અને તેના સંપૂર્ણ કાર્ય પછી, સામગ્રી કુદરતી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં ઝડપથી અધોગતિ થઈ શકે છે, પર્યાવરણના ટુકડાઓ અથવા કચડી નાખવામાં સરળ બને છે, અને સમય પસાર થવા સાથે વધુ અધોગતિ આખરે ઓક્સિડેશન ઉત્પાદનો (CO2 અને પાણી) બની જાય છે, પ્રકૃતિમાં પાછા ફરે છે.
બાયોડિગ્રેડેબલનો વિકાસ અને ઉપયોગપોલિમર પ્લાસ્ટિક, બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક એ પોલિમર સામગ્રીના અધોગતિના કાર્ય સાથે એક પ્રકારનો નવો પ્રકાર છે, ઉપયોગની પ્રક્રિયામાં, તે સંબંધિત આરોગ્ય અને સંબંધિત એપ્લિકેશન કામગીરી સાથે સમાન પ્રકારના સામાન્ય પ્લાસ્ટિક સાથે કરવાનું હોય છે, અને તેના સંપૂર્ણ કાર્ય પછી, સામગ્રી કુદરતી વાતાવરણમાં ઝડપથી અધોગતિ થઈ શકે છે, પર્યાવરણના ટુકડાઓ આપવાનું સરળ બને છે અથવા કચડી નાખવામાં આવે છે, અને સમય પસાર થવા સાથે વધુ અધોગતિ આખરે ઓક્સિડેશન ઉત્પાદનો (CO2 અને પાણી) બની જાય છે, પ્રકૃતિમાં પાછા ફરો.
પ્લાસ્ટિકના કચરાથી થતા પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ, તેમજ પર્યાવરણીય સંરક્ષણની માંગ અને માનવ જરૂરિયાતોના આધારે, ડિગ્રેડેબલ પોલિમર સામગ્રીનો અભ્યાસ કરવો તાકીદનું છે.ચોક્કસ સમયે અને ચોક્કસ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકનું રાસાયણિક માળખું બદલાશે.તેના રાસાયણિક બંધારણમાં ફેરફારોના કારણો અનુસાર, બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકને બે વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક અને ફોટોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક.
1. ડીગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકની ડિગ્રેડેશન મિકેનિઝમ
સામાન્ય રીતે કહીએ તો, ડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક એ એક પ્રકારના પ્લાસ્ટિકનો સંદર્ભ આપે છે જે માટી અથવા સૌર કિરણોત્સર્ગમાં સૂક્ષ્મજીવોની ક્રિયા દ્વારા નાના અણુઓમાં વિઘટિત થઈ શકે છે. તે ઉત્પાદનોના ઉપયોગની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે અને તેના આધારે પ્રક્રિયા કરવા માટે સરળ છે. બાયોડિગ્રેડેબલ ગુણધર્મો.પોલિમર સામગ્રી પર સૂર્યપ્રકાશની ક્રિયાની પ્રકૃતિ એ સૂર્યપ્રકાશમાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ અને હવામાં ઓક્સિજનની વ્યાપક અસર છે, તેથી તેને ફોટોઓક્સિડેશન ડિગ્રેડેશન પણ કહેવામાં આવે છે.ફોટોઓક્સિડેશન ડિગ્રેડેશનની પદ્ધતિ સમજાવવા માટે પોલિઓલેફિનને ઉદાહરણ તરીકે લો.સારમાં, ફોટોઓક્સિડેશન પોલિમરની સાંકળ તોડવા અથવા ક્રોસલિંકિંગનું કારણ બને છે, અને આ પ્રક્રિયામાં કેટલાક ઓક્સિજન ધરાવતા કાર્યાત્મક જૂથો, જેમ કે કાર્બોક્સિલિક એસિડ્સ, પેરોક્સાઇડ્સ, કેટોન્સ અને આલ્કોહોલની રચના થાય છે.પોલિમરમાં ઉત્પ્રેરક અવશેષો અને પ્રક્રિયા દરમિયાન રજૂ કરાયેલ પેરોક્સાઇડ અને કાર્બોક્સિલ જૂથો અધોગતિના મુખ્ય સ્ત્રોત છે.
સુક્ષ્મસજીવો (મુખ્યત્વે ફૂગ, બેક્ટેરિયા અથવા શેવાળ, વગેરે) ની ક્રિયા હેઠળ, પોલિમરને તેમના રાસાયણિક બંધારણમાં ફેરફાર અને પરમાણુ વજનમાં ઘટાડો કરવા માટે ઘટાડી શકાય છે અથવા ચયાપચય થઈ શકે છે.ક્રિયાની પદ્ધતિને મુખ્યત્વે બે પરિસ્થિતિઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
(1) બાયોફિઝિકલ ક્રિયા.એટલે કે, સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા પ્લાસ્ટિક ઉત્પાદનોના ધોવાણ પછી, જૈવિક કોષોની વૃદ્ધિ, પોલિમર, આયનીકરણ અથવા પ્રોટોનના વિઘટનને પ્રોત્સાહન આપે છે, પોલિમર પરની આ શારીરિક ક્રિયાને કારણે યાંત્રિક નુકસાન થાય છે, પોલિમરનું ઉચ્ચ પરમાણુ વજન ઓલિગોમર ટુકડાઓમાં થાય છે, જેથી ભૌતિક અધોગતિના હેતુને પ્રાપ્ત કરો.
(2) બાયોકેમિકલ ક્રિયા - ઉત્સેચકોની સીધી ક્રિયા.આ પરિસ્થિતિ ફૂગ અથવા બેક્ટેરિયા દ્વારા સ્ત્રાવિત ઉત્સેચકોના ધોવાણને કારણે થાય છે, જે પ્લાસ્ટિકના વિભાજન અથવા ઓક્સિડેટીવ વિઘટન તરફ દોરી જાય છે, અને અદ્રાવ્ય પોલિમરના પાણીમાં દ્રાવ્ય ટુકડાઓમાં વિભાજન અથવા ઓક્સિડેટીવ અધોગતિનું કારણ બને છે, નવા નાના મોલેક્યુલર સંયોજનો (CH4, CO2 અને H2O) અંતિમ વિઘટન સુધી.
પોલિમર સામગ્રીના બાયોડિગ્રેડેશનની પદ્ધતિ વિશે સામાન્ય રીતે બે પૂર્વધારણાઓ છે જે બાયોડિગ્રેડેશન તરફ દોરી જાય છે.બીજી સાંકળના અંતથી આક્રમક કટ છે.તેથી, સામગ્રીના માળખાકીય ગુણધર્મો, જેમ કે રચના, મુખ્ય અને બાજુની સાંકળનું માળખું, અંતિમ જૂથોનું કદ, અને અવકાશી સ્ટીરિક પ્રતિકારની હાજરી અથવા ગેરહાજરી, તેમના અધોગતિ પ્રભાવને અસર કરતા મુખ્ય પરિબળો છે.તેમની વચ્ચે, મુખ્ય સાંકળ ગુણધર્મો પર વધુ અસર પડે છે.જો પોલિમરની મુખ્ય સાંકળમાં બોન્ડ્સ હોય છે જે સરળતાથી હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ હોય છે, તો તે સરળતાથી બાયોડિગ્રેડેડ થશે.બીજું, જો કરોડરજ્જુ લવચીક હશે, તો અધોગતિનો દર પ્રમાણમાં ઝડપી હશે, જ્યારે કરોડરજ્જુ કઠોર અને વ્યવસ્થિત હશે, તો અધોગતિ દર ધીમો હશે.
પોલિમર સામગ્રીની બાયોડિગ્રેડબિલિટી શાખા અને ક્રોસલિંકિંગ દ્વારા ઘટાડે છે.ઉદાહરણ તરીકે, પોલિલેક્ટિક એસિડ (PLA) મોલેક્યુલર ચેઇનના અંતે હાઇડ્રોફોબિક જૂથોનો પરિચય અધોગતિના પ્રારંભિક તબક્કે ધોવાણ દર ઘટાડી શકે છે.આનું કારણ એ છે કે મૂળ અધોગતિની પ્રક્રિયામાં, પીએલએનું ધોવાણ મુખ્યત્વે મોલેક્યુલર ચેઇન એન્ડની રચના પર આધાર રાખે છે, અને હાઇડ્રોફોબિક જૂથોનો ઉમેરો તેના ધોવાણ દરમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.વધુમાં, કેટલાક સંશોધકોએ પોલિમરની રાસાયણિક રચના અને સામગ્રીના સાપેક્ષ પરમાણુ વજનનો અભ્યાસ કર્યો છે જે તેમના અધોગતિમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
2. બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકનો વિકાસ
ભવિષ્યમાં બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકના વિકાસની દિશા નીચે મુજબ હોઈ શકે છે:
(1) ડિગ્રેડેબલ પોલિમરના બાયોડિગ્રેડેશન મિકેનિઝમનો અભ્યાસ કરીને બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું અને હાલના સામાન્ય પોલિમર, માઇક્રોબાયલ પોલિમર અને નેચરલ પોલિમર સાથે બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકના બ્લોક કોપોલિમરાઇઝેશનનો અભ્યાસ અને વિકાસ કરવામાં આવ્યો હતો.
(2) પોલિમર પ્લાસ્ટિકનું ઉત્પાદન કરી શકે તેવા સુક્ષ્મસજીવોની શોધ કરવી, નવા પોલિમરનું અન્વેષણ કરવું, તેમની સંશ્લેષણ પદ્ધતિનું વિગતવાર વિશ્લેષણ કરવું, હાલની પદ્ધતિઓ અને આનુવંશિક ઇજનેરી પદ્ધતિઓ દ્વારા તેમની ઉત્પાદકતામાં સુધારો કરવો અને સુક્ષ્મસજીવોની ખેતી કરવાની કાર્યક્ષમ પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરવો.
(3) ડિગ્રેડેશન રેટના નિયંત્રણ પર ધ્યાન આપો, ડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકના બાયોડિગ્રેડેશન પર્ફોર્મન્સને સુધારવા, તેમની કિંમત ઘટાડવા અને બજાર એપ્લિકેશનને વિસ્તૃત કરવા માટે કાર્યક્ષમ ડિગ્રેડેશન પ્રમોટર્સ અને સ્ટેબિલાઇઝર્સ વિકસાવો.
(4) ડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકની એકીકૃત વ્યાખ્યા પર સંશોધન કરો અને સ્થાપિત કરો, બાયોડિગ્રેડેશનની મૂલ્યાંકન પદ્ધતિને સમૃદ્ધ બનાવો અને તેમાં સુધારો કરો અને ડિગ્રેડેશન મિકેનિઝમને વધુ સમજો.
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-13-2019