बायोप्लास्टिक विशेषताओं, प्रकार, उत्पादन और उपयोग

जैव प्लास्टिक वे प्लास्टिक पॉलीमरिक सामग्री हैं, जिन्हें जैविक मूल के कच्चे माल से प्राप्त किया जाता है, जो कि अक्षय प्राकृतिक संसाधनों से कहना है, जैसे कि स्टार्च, सेल्युलोज, लैक्टिक एसिड, वसा, वनस्पति और पशु प्रोटीन, के बीच अन्य.

बायोप्लास्टिक शब्द का उपयोग जैविक उत्पत्ति के इन सामग्रियों को अलग करने के लिए किया जाता है, पेट्रोप्लास्टिक्स से, जो पेट्रोलियम डेरिवेटिव से संश्लेषित होते हैं.

प्लास्टिक आसानी से मोल्ड करने योग्य पदार्थ होते हैं जो अधिक या कम विस्तृत स्थितियों में टूटे बिना ख़राब हो सकते हैं; यह इस कारण से है कि वे महान बहुमुखी प्रतिभा की सामग्री हैं.

अधिकांश प्लास्टिक पेट्रोलियम से प्राप्त कच्चे माल से निर्मित होते हैं। ये पेट्रोप्लास्टिक्स तेल के निष्कर्षण और शोधन से आते हैं, जो एक गैर-नवीकरणीय, परिमित और संपूर्ण प्राकृतिक संसाधन है.

इसके अलावा, पेट्रोप्लास्टिक्स बायोडिग्रेडेबल नहीं हैं और समुद्रों में तथाकथित "प्लास्टिक द्वीप और सूप" जैसी गंभीर पर्यावरणीय समस्याएं उत्पन्न करते हैं। मछली और सीबर्ड्स की भारी मौतें, उनके भौतिक क्षरण से प्लास्टिक के माइक्रोप्रोटिकल्स द्वारा समुद्र और वायु के प्रदूषण के कारण होती हैं।.

इसके अलावा, पेट्रोप्लास्टिक्स का समावेश अत्यधिक विषाक्त उत्सर्जन उत्पन्न करता है.

पेट्रोप्लास्टिक्स के विपरीत, अधिकांश बायोप्लास्टिक्स पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल और गैर-प्रदूषणकारी हो सकते हैं। वे पारिस्थितिक तंत्र की गतिशीलता का पक्ष भी ले सकते हैं.

सूची

• बायोप्लास्टिक के 1 लक्षण
  • 1.1 बायोप्लास्टिक्स का आर्थिक और पर्यावरणीय महत्व
  • 1.2 बायोडिग्रेडेबिलिटी
  • 1.3 बायोप्लास्टिक्स की सीमाएं
  • 1.4 बायोप्लास्टिक के गुणों में सुधार
• 2 प्रकार (वर्गीकरण)
  • 2.1 इसकी तैयारी के अनुसार वर्गीकरण
  • 2.2 इसके कच्चे माल के अनुसार वर्गीकरण
• 3 बायोप्लास्टिक का औद्योगिक उत्पादन
• बायोप्लास्टिक के 4 उपयोग
  • 4.1 डिस्पोजेबल लेख
  • ४.२ निर्माण और सिविल इंजीनियरिंग
  • 4.3 औषधि अनुप्रयोग
  • 4.4 चिकित्सा अनुप्रयोग
  • 4.5 वायु, समुद्री और भूमि परिवहन और उद्योग
  • 4.6 कृषि
• 5 संदर्भ

बायोप्लास्टिक्स के लक्षण

बायोप्लास्टिक्स का आर्थिक और पर्यावरणीय महत्व

हाल ही में अक्षय कच्चे माल से प्लास्टिक का उत्पादन करने के लिए अधिक वैज्ञानिक और औद्योगिक रुचि पैदा हुई है और यह बायोडिग्रेडेबल है.

यह इस तथ्य के कारण है कि विश्व तेल भंडार बाहर चल रहे हैं और पेट्रोप्लास्टिक्स के कारण गंभीर पर्यावरणीय नुकसान के बारे में अधिक जागरूकता है।.

विश्व बाजार में प्लास्टिक की बढ़ती मांग के साथ, बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक की मांग भी बढ़ रही है.

biodegradability

बायोडिग्रेडेबल बायोप्लास्टिक्स के अपशिष्ट को तेजी से और गैर-प्रदूषणकारी गिरावट के कार्बनिक अपशिष्ट के रूप में माना जा सकता है। उदाहरण के लिए, उन्हें खाद में मिट्टी के संशोधन के रूप में उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि वे जैविक प्रक्रियाओं द्वारा प्राकृतिक रूप से पुनर्नवीनीकरण किए जाते हैं.

बायोप्लास्टिक की सीमाएं

बायोडिग्रेडेबल बायोप्लास्टिक्स का निर्माण बड़ी चुनौतियों का सामना करता है, क्योंकि बायोप्लास्टिक्स में पेट्रोप्लास्टिक्स और इसके आवेदन के लिए हीन गुण हैं, हालांकि बढ़ रहा है, सीमित है.

बायोप्लास्टिक्स के गुणों में सुधार

बायोप्लास्टिक के गुणों में सुधार करने के लिए, बायोपॉलिमर के मिश्रण को विभिन्न प्रकार के योजक के साथ विकसित किया जा रहा है, जैसे कि कार्बन नैनोट्यूब और प्राकृतिक फाइबर रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा संशोधित होते हैं।.

सामान्य तौर पर, बायोप्लास्टिक्स पर लागू होने वाले एडिटिव्स जैसे गुणों में सुधार करते हैं:

• कठोरता और यांत्रिक प्रतिरोध.
• गैसों और पानी के खिलाफ अवरोधक गुण.
• थर्मोरसिस्टेंस और थर्मोस्टेबिलिटी.

इन गुणों को तैयारी और प्रसंस्करण के रासायनिक तरीकों के माध्यम से बायोप्लास्टिक में डिज़ाइन किया जा सकता है.

प्रकार (वर्गीकरण)

अपनी तैयारी के अनुसार वर्गीकरण

बायोप्लास्टिक को उनकी तैयारी के तरीके के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

• बायोप्लास्टिक्स जिसका संश्लेषण बायोमास से सीधे निकाले जाने वाले पॉलिमरिक कच्चे माल से किया जाता है.
• जैव-तकनीकी मार्गों द्वारा संश्लेषण के माध्यम से प्राप्त बायोप्लास्टिक्स (देशी या आनुवंशिक रूप से संशोधित सूक्ष्मजीवों का उपयोग करके).
• जैविक रासायनिक मोनोमर्स (जो उनके निर्माण के लिए इस्तेमाल की जाने वाली ईंटें होंगी) से शुरू होकर, रासायनिक रासायनिक संश्लेषण द्वारा प्राप्त बायोप्लास्टिक.

इसके कच्चे माल के अनुसार वर्गीकरण

इसके अलावा बायोप्लास्टिक्स को उनके कच्चे माल की उत्पत्ति के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

स्टार्च पर आधारित बायोप्लास्टिक

स्टार्च एक बायोपॉलिमर है जो पानी को अवशोषित करने में सक्षम है और इसके लिए बायोप्लास्टिक्स कार्यात्मक हैं, उन्हें प्लास्टिसाइज़र जोड़ा जाता है जो लचीलापन प्रदान करते हैं (जैसे कि सोर्बिटोल या ग्लिसरीन).

इसके अलावा, उन्हें बायोडिग्रेडेबल पॉलीस्टर, पॉलीएलैक्टिक एसिड, पॉलीकैप्रोलैक्टोन, अन्य के साथ मिश्रित किया जाता है, ताकि उनके यांत्रिक गुणों और पानी के क्षरण के प्रतिरोध में सुधार हो सके।.

बायोप्लास्टीकोस को आर्थिक कच्चे माल, प्रचुर और नवीकरणीय जैसे स्टार्च से विस्तृत किया गया, जिसे "स्टार्च का थर्मोप्लास्टिक" कहा जाता है।.

वे कमरे के तापमान पर विकृत सामग्री हैं, जब एक राज्य में गर्म और कठोर होते हैं कांच का ठंडा होने पर। उन्हें फिर से गरम और फिर से तैयार किया जा सकता है, लेकिन वे इन प्रक्रियाओं के साथ अपने भौतिक और रासायनिक गुणों में परिवर्तन से गुजरते हैं.

वे सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले बायोप्लास्टिक प्रकार हैं और बाजार में 50% बायोप्लास्टिक्स का गठन करते हैं.

सेल्यूलोज-आधारित बायोप्लास्टिक

सेल्युलोज स्थलीय बायोमास के भीतर सबसे प्रचुर कार्बनिक यौगिक है, पौधों की कोशिकाओं की दीवारों का संरचनात्मक घटक है। यह पानी, इथेनॉल और ईथर में अघुलनशील है.

सेल्युलोज पर आधारित बायोप्लास्टिक्स आमतौर पर सेल्यूलोज एस्टर (सेलुलोज एसीटेट और नाइट्रोसेल्यूलोज) और उनके डेरिवेटिव (सेलुलॉइड) होते हैं। सेलूलोज़ के रासायनिक संशोधनों के माध्यम से, यह एक थर्माप्लास्टिक बन सकता है.

सेलुलोज, स्टार्च की तुलना में बहुत कम हाइड्रोफिलिक (पानी के समान) होने के कारण, यांत्रिक शक्ति, कम गैस पारगम्यता और पानी के क्षरण के लिए अधिक प्रतिरोध के बेहतर गुणों के साथ बायोप्लास्टिक्स का उत्पादन करता है।.

प्रोटीन आधारित बायोप्लास्टिक

दूध कैसिइन, गेहूं ग्लूटेन, सोया प्रोटीन जैसे प्रोटीन का उपयोग करके बायोप्लास्टिक बनाना संभव है.

विशेष रूप से, सोया प्रोटीन से बायोप्लास्टिक पानी द्वारा क्षरण के लिए अतिसंवेदनशील है और उत्पादन करने के लिए आर्थिक रूप से महंगा है। सस्ता और अधिक प्रतिरोधी मिश्रणों को विस्तृत करना, वर्तमान में एक चुनौती है.

लिपिड से व्युत्पन्न बायोप्लास्ट

पेट्रोप्लास्टिक्स के समान गुणों के साथ, वनस्पति और पशु वसा से बायोप्लास्टिक्स (पॉलीअरेथेनेस, पॉलीस्टर और एपॉक्सी रेजिन) को संश्लेषित किया गया है।.

इस प्रकार के बायोप्लास्टिक के उत्पादन के लिए माइक्रोग्लग से वनस्पति तेल और कम लागत वाले तेल का उत्पादन एक बहुत ही अनुकूल कारक हो सकता है।.

उदाहरण के लिए, बायोप्लास्टिक पॉलियामाइड 410 (पीए 410), यह अरंडी के पौधे के फल से 70% तेल के साथ उत्पन्न होता है (रिकिनस कोमुनिस)। इस बायोप्लास्टिक में एक उच्च गलनांक (250) होता है^यासी), कम जल अवशोषण और विभिन्न रासायनिक एजेंटों के लिए प्रतिरोध.

एक और उदाहरण है पॉलियामाइड ११ (पीए 11), जो वनस्पति तेलों से उत्पन्न होता है, लेकिन बायोडिग्रेडेबल नहीं है.

Polyhydroxyalkanoates (PHAs)

यौगिकों द्वारा उप-उत्पादों के रूप में उत्पादन करने वाले बैक्टीरिया प्रजातियों की एक विस्तृत विविधता शर्करा और लिपिड किण्वन करती है polyhydroxyalkanoates (PHAs), जो कार्बन और ऊर्जा के स्रोत के रूप में संग्रहीत होते हैं.

PHAs पानी, बायोडिग्रेडेबल और गैर विषैले में अघुलनशील हैं.

PHAs प्रकार के बायोप्लास्टिक्स, काफी कठोर प्लास्टिक फाइबर का उत्पादन करते हैं जो बायोडिग्रेडेबल होते हैं। वे चिकित्सा उपकरणों के उत्पादन के लिए, पेट्रोपोलिमर के उपयोग के संबंध में बहुत आशाजनक विकल्प का प्रतिनिधित्व करते हैं.

पॉलीएलैक्टिक एसिड (PLA)

पॉलीएलैक्टिक एसिड (पीएलए) एक पारदर्शी बायोप्लास्टिक है जो कच्चे माल के रूप में मकई या डेक्सट्रोज से उत्पन्न होता है.

इसके उत्पादन के लिए, स्टार्च को पहले मकई या किसी अन्य वनस्पति स्रोत से निकाला जाना चाहिए; बाद में इससे लैक्टिक एसिड प्राप्त किया जाता है, सूक्ष्मजीवों की कार्रवाई के लिए धन्यवाद, और अंत में बायोप्लास्टिक प्राप्त करने के लिए एक रासायनिक प्रक्रिया (लैक्टिक एसिड का बहुलकीकरण) लागू किया जाता है.

पीएलए बायोप्लास्टिक्स पारदर्शी होते हैं, हवा के प्रवेश को अवरुद्ध करते हुए, थर्मोरसिस्टेंस और बाधा गुणों के प्रभाव के लिए कम प्रतिरोध होता है। इसके अलावा, वे बायोडिग्रेडेबल हैं.

पॉली-3-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट (PHB) पर आधारित बायोप्लास्टिक

Poly-3-hydroxybutyrate (PHB) एक रासायनिक यौगिक पॉलिएस्टर प्रकार है, जो कुछ बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित होता है जो ग्लूकोज और कॉर्न स्टार्च को चयापचय करते हैं.

PHB में पेट्रोप्लास्टिक पॉलीप्रोपाइलीन (व्यावसायिक रूप से व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली) के समान गुण हैं, लेकिन इसकी उत्पादन लागत नौ गुना अधिक है, क्योंकि इसमें कार्बन स्रोतों के साथ बायोमास का उत्पादन शामिल है।.

यह बायोप्लास्टिक पारदर्शी फिल्मों का उत्पादन कर सकता है, जिसमें 130 का पिघलने बिंदु होता है^याC और पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल है.

जैव-व्युत्पन्न पॉलीथीन

पॉलीथीन में एक संरचनात्मक इकाई के रूप में एथिलीन मोनोमर है; जो कच्चे माल के रूप में इथेनॉल से शुरू होने वाले रासायनिक संश्लेषण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है.

सूक्ष्मजीवों द्वारा अल्कोहल किण्वन में इथेनॉल का उत्पादन किया जाता है जो गन्ना, मकई या अन्य को चयापचय करता है.

यह इस प्रकार है, एथिलीन और पॉलीइथाइलीन के मादक किण्वन और रासायनिक संश्लेषण को मिलाकर, जैव-व्युत्पन्न पॉलीइथाइलीन नामक बायोप्लास्टिक प्राप्त किया जा सकता है.

यह बायोप्लास्टिक पॉलीइथिलीन रासायनिक और शारीरिक रूप से पेट्रोप्लास्टिक के समान है। यह बायोडिग्रेडेबल नहीं है लेकिन इसे पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है.

पॉलीहाइड्रॉक्सी मूत्रवाहिनी

हाल ही में बायोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेनेस के उत्पादन में बहुत रुचि है, जिसे अत्यधिक विषाक्त यौगिक कहा जाता है आइसोसाइनेट.

आइसोसायनेट का उपयोग व्यापक रूप से सिंथेटिक पॉलिमर (स्पंजी प्लास्टिक, कठोर फोम, लैकक्वेयर, कीटनाशक, ग्लू, विस्फोटक, अन्य के बीच), दोनों कृषि और चिकित्सा में लागू किया जाता है।.

एक रासायनिक विधि कहा जाता है पॉलीहाइड्रोक्सीरियुटेनेस का क्रॉस-पॉलीमराइज़ेशन, जो पूरी तरह से पुन: प्रयोज्य और नि: शुल्क बायोप्लास्टिक पैदा करता है आइसोसाइनेट.

बायोप्लास्टिक्स का औद्योगिक उत्पादन

बायोप्लास्टिक्स के औद्योगिक उत्पादन में 4 मूलभूत चरण शामिल हैं:

1. कच्चा माल (बायोमास) प्राप्त करना.
2. पॉलिमर संश्लेषण.
3. अंतिम उत्पाद के अनुसार वांछित गुण होने के कार्य में बहुलक का संशोधन विस्तृत किया जाना है.
4. आवश्यक रूप से अंतिम रूप प्राप्त करने के लिए, उच्च या निम्न दबाव विधियों द्वारा बायोप्लास्टिक के ढाले.

बायोप्लास्टिक्स का उपयोग

वर्तमान में बायोप्लास्टिक्स के कुछ व्यावसायिक अनुप्रयोग हैं, क्योंकि उनके उत्पादन की आर्थिक लागत और उनके गुणों में सुधार, अभी भी हल करने के लिए समस्याओं का प्रतिनिधित्व करते हैं.

डिस्पोजेबल आइटम

हालाँकि, बायोप्लास्टिक्स पहले से ही प्लास्टिक की थैलियों, पैकेजिंग कंटेनरों और खाद्य रैपर, कटलरी, चश्मे और खाद्य प्लास्टिक के व्यंजनों जैसे कई डिस्पोजेबल वस्तुओं के निर्माण में उपयोग किया जाता है।.

निर्माण और सिविल इंजीनियरिंग

स्टार्च बायोप्लास्टिक का उपयोग निर्माण सामग्री के रूप में किया गया है और बायोप्लास्टिक्स को विद्युत प्रतिष्ठानों में नैनोफिबर्स के साथ प्रबलित किया गया है.

इसके अलावा, वे की तैयारी में इस्तेमाल किया गया है बायोप्लास्टिक जंगल फर्नीचर के लिए, जो ज़ाइलोफैगस कीटों द्वारा हमला नहीं किया जाता है और नमी से सड़ांध नहीं करता है.

औषधि अनुप्रयोग

उन्हें ड्रग और ड्रग वाहनों से युक्त बायोप्लास्टिक्स कैप्सूल के साथ बनाया गया है जो धीरे-धीरे जारी होते हैं। इस प्रकार, दवाओं की जैवउपलब्धता समय के साथ नियंत्रित होती है (एक निश्चित समय में रोगी को प्राप्त खुराक).

चिकित्सा अनुप्रयोगों

इंप्लांट्स, टिशू इंजीनियरिंग, चिटिन बायोप्लास्टिक्स और चिटोसन में लागू सेल्युलोज बायोप्लास्टिक्स का निर्माण घावों के संरक्षण, बोन टिशू इंजीनियरिंग और मानव त्वचा के उत्थान के लिए किया गया है।.

सेल्यूलोज बायोप्लास्टिक्स का निर्माण बायोसेंसर के लिए भी किया गया है, दंत प्रत्यारोपण के निर्माण के लिए हाइड्रॉक्सापाटाइट के साथ मिश्रण, कैथेटर में बायोप्लास्टिक फाइबर, अन्य।.

वायु, समुद्री और भूमि परिवहन और उद्योग

वनस्पति तेलों (बायोप्लास्टिक) पर आधारित कठोर फोम का उपयोग किया गया है, दोनों औद्योगिक और परिवहन उपकरणों में; ऑटो पार्ट्स और एयरोस्पेस पार्ट्स.

सेल फोन, कंप्यूटर, ऑडियो और वीडियो उपकरणों के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को भी बायोप्लास्टिक से उत्पादित किया गया है.

कृषि

बायोप्लास्टिक हाइड्रोजेल, जो पानी को अवशोषित और बनाए रखते हैं और इसे धीरे-धीरे छोड़ सकते हैं, खेती की मिट्टी के सुरक्षात्मक आवरण के रूप में उपयोगी होते हैं, इसकी आर्द्रता बनाए रखते हैं और शुष्क क्षेत्रों में और कम वर्षा वाले मौसम में कृषि वृक्षारोपण के पक्ष में हैं.

संदर्भ

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