ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പോളിമർ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ വികസനവും പ്രയോഗവും, ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ പോളിമർ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ ഫംഗ്ഷനുള്ള ഒരു തരം പുതിയ ഇനമാണ്, ഉപയോഗ പ്രക്രിയയിൽ, അതേ തരത്തിലുള്ള സാധാരണ പ്ലാസ്റ്റിക്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആരോഗ്യവും പ്രസക്തമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രകടനവും, ഒപ്പം അതിന്റെ പൂർണ്ണമായ പ്രവർത്തനത്തിന് ശേഷം, മെറ്റീരിയൽ സ്വാഭാവിക പരിസ്ഥിതി സാഹചര്യങ്ങളിൽ അതിവേഗം നശിക്കാൻ കഴിയും, പരിസ്ഥിതി ശകലങ്ങൾ നൽകാനോ തകർക്കാനോ എളുപ്പമായിത്തീരുന്നു, കാലക്രമേണ കൂടുതൽ നാശം ഒടുവിൽ ഓക്സിഡേഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി (CO2 ഉം വെള്ളവും) പ്രകൃതിയിലേക്ക് മടങ്ങുന്നു.
ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ വികസനവും പ്രയോഗവുംപോളിമർ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ, ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ പോളിമർ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ ഫംഗ്ഷനുള്ള ഒരു തരം പുതിയ ഇനമാണ്, ഉപയോഗ പ്രക്രിയയിൽ, അതേ തരത്തിലുള്ള സാധാരണ പ്ലാസ്റ്റിക്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആരോഗ്യവും പ്രസക്തമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രകടനവും, അതിന്റെ പൂർണ്ണമായ പ്രവർത്തനത്തിന് ശേഷം മെറ്റീരിയൽ സ്വാഭാവിക പാരിസ്ഥിതിക അവസ്ഥയിൽ അതിവേഗം ജീർണിച്ചേക്കാം, പരിസ്ഥിതി ശകലങ്ങൾ നൽകാനോ തകർക്കാനോ എളുപ്പമായിത്തീരുന്നു, കാലക്രമേണ കൂടുതൽ ശോഷണം ഒടുവിൽ ഓക്സിഡേഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി (CO2 ഉം വെള്ളവും) പ്രകൃതിയിലേക്ക് മടങ്ങുന്നു.
പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യങ്ങൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന പാരിസ്ഥിതിക മലിനീകരണത്തെയും പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിന്റെയും മനുഷ്യ ആവശ്യങ്ങളുടെയും ആവശ്യകതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, നശിക്കുന്ന പോളിമർ പദാർത്ഥങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കേണ്ടത് അടിയന്തിരമാണ്.ഒരു നിശ്ചിത സമയത്തും ചില പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങളിലും, ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ രാസഘടന മാറും.രാസഘടനയിലെ മാറ്റങ്ങളുടെ കാരണങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ, ഫോട്ടോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ.
1. ഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ മെക്കാനിസം
പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, ഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നത് മണ്ണിലെ സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെയോ സൗരവികിരണത്തിലൂടെയോ ചെറിയ തന്മാത്രകളായി വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു തരം പ്ലാസ്റ്റിക്കാണ്. ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്രോപ്പർട്ടികൾ.പോളിമർ വസ്തുക്കളിൽ സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സ്വഭാവം സൂര്യപ്രകാശത്തിലെ അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശത്തിന്റെയും വായുവിലെ ഓക്സിജന്റെയും സമഗ്രമായ ഫലമാണ്, അതിനാൽ ഇതിനെ ഫോട്ടോഓക്സിഡേഷൻ ഡിഗ്രഡേഷൻ എന്നും വിളിക്കുന്നു.ഫോട്ടോഓക്സിഡേഷൻ ഡീഗ്രേഡേഷന്റെ സംവിധാനം വിശദീകരിക്കാൻ പോളിയോലിഫിൻ ഒരു ഉദാഹരണമായി എടുക്കുക.സാരാംശത്തിൽ, ഫോട്ടോഓക്സിഡേഷൻ പോളിമറുകളുടെ ചെയിൻ ബ്രേക്കിംഗിനോ ക്രോസ്ലിങ്കിംഗിനോ കാരണമാകുന്നു, കൂടാതെ കാർബോക്സിലിക് ആസിഡുകൾ, പെറോക്സൈഡുകൾ, കെറ്റോണുകൾ, ആൽക്കഹോൾ എന്നിവ പോലുള്ള ഓക്സിജൻ അടങ്ങിയ ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ ഈ പ്രക്രിയയിൽ രൂപം കൊള്ളുന്നു.പോളിമറുകളിലെ കാറ്റലിസ്റ്റ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ, പ്രോസസ്സിംഗ് സമയത്ത് അവതരിപ്പിച്ച പെറോക്സൈഡ്, കാർബോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ആരംഭം എന്നിവയാണ് നശീകരണത്തിന്റെ പ്രധാന ഉറവിടങ്ങൾ.
സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ (പ്രധാനമായും ഫംഗസ്, ബാക്ടീരിയ അല്ലെങ്കിൽ ആൽഗകൾ മുതലായവ) പ്രവർത്തനത്തിന് കീഴിൽ, പോളിമറുകൾ അവയുടെ രാസഘടനയിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്നതിനും തന്മാത്രാ ഭാരം കുറയുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു.പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സംവിധാനത്തെ പ്രധാനമായും രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളായി തിരിക്കാം:
(1) ബയോഫിസിക്കൽ പ്രവർത്തനം.അതായത്, സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ, ജൈവകോശങ്ങളുടെ വളർച്ച, പോളിമറുകൾ, അയോണൈസേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ പ്രോട്ടോണുകളുടെ വിഘടനം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന പ്ലാസ്റ്റിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ മണ്ണൊലിപ്പ് എന്നിവയ്ക്ക് ശേഷം, പോളിമറിലെ ഈ ശാരീരിക പ്രവർത്തനം മെക്കാനിക്കൽ നാശത്തിന് കാരണമായി, പോളിമറിന്റെ ഉയർന്ന തന്മാത്രാ ഭാരം ഒലിഗോമർ ശകലങ്ങളായി. ശാരീരിക അധഃപതനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുക.
(2) ബയോകെമിക്കൽ പ്രവർത്തനം - എൻസൈമുകളുടെ നേരിട്ടുള്ള പ്രവർത്തനം.ഫംഗസുകളോ ബാക്ടീരിയകളോ സ്രവിക്കുന്ന എൻസൈമുകളുടെ മണ്ണൊലിപ്പ് മൂലമാണ് ഈ അവസ്ഥ ഉണ്ടാകുന്നത്, ഇത് പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ വിഭജനത്തിലേക്കോ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ശിഥിലീകരണത്തിലേക്കോ നയിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലയിക്കാത്ത പോളിമറുകൾ വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന ശകലങ്ങളായി വിഭജിക്കുന്നതിനോ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഡീഗ്രേഡേഷനോ കാരണമാകുന്നു, പുതിയ ചെറിയ തന്മാത്രാ സംയുക്തങ്ങൾ (CH4, CO2, H2O) അന്തിമ വിഘടനം വരെ.
ബയോഡീഗ്രേഡേഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്ന പോളിമർ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ബയോഡീഗ്രേഡേഷന്റെ സംവിധാനത്തെക്കുറിച്ച് സാധാരണയായി രണ്ട് അനുമാനങ്ങളുണ്ട്.മറ്റൊന്ന് ചങ്ങലയുടെ അറ്റത്ത് നിന്ന് ഒരു ആക്രമണാത്മക കട്ട് ആണ്.അതിനാൽ, ഘടന, മെയിൻ, സൈഡ് ചെയിൻ ഘടന, അവസാന ഗ്രൂപ്പുകളുടെ വലുപ്പം, സ്പേഷ്യൽ സ്റ്റെറിക് പ്രതിരോധത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം അല്ലെങ്കിൽ അഭാവം എന്നിവ പോലുള്ള മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഘടനാപരമായ ഗുണങ്ങൾ അവയുടെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ്.അവയിൽ, പ്രധാന ചെയിൻ പ്രോപ്പർട്ടികൾ കൂടുതൽ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.പോളിമറിന്റെ പ്രധാന ശൃംഖലയിൽ എളുപ്പത്തിൽ ജലവിശ്ലേഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ബോണ്ടുകൾ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, അത് എളുപ്പത്തിൽ ബയോഡീഗ്രേഡ് ചെയ്യപ്പെടും.രണ്ടാമതായി, നട്ടെല്ല് വഴക്കമുള്ളതാണെങ്കിൽ, നശീകരണ നിരക്ക് താരതമ്യേന വേഗത്തിലായിരിക്കും, അതേസമയം നട്ടെല്ല് കർക്കശവും ചിട്ടയുമുള്ളതാണെങ്കിൽ, ഡീഗ്രഡേഷൻ നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലായിരിക്കും.
ബ്രാഞ്ചിംഗും ക്രോസ്ലിങ്കിംഗും വഴി പോളിമർ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ബയോഡീഗ്രേഡബിലിറ്റി കുറയുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, പോളിലാക്റ്റിക് ആസിഡ് (പിഎൽഎ) തന്മാത്രാ ശൃംഖലയുടെ അവസാനത്തിൽ ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ആമുഖം ഡീഗ്രേഡേഷന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ മണ്ണൊലിപ്പ് നിരക്ക് കുറയ്ക്കും.കാരണം, യഥാർത്ഥ ഡീഗ്രേഡേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ, PLA യുടെ മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രധാനമായും തന്മാത്രാ ശൃംഖലയുടെ ഘടനയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഗ്രൂപ്പുകളുടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ അതിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് നിരക്ക് കുറയുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.കൂടാതെ, ചില ഗവേഷകർ പോളിമറുകളുടെ രാസഘടനയും അവയുടെ അപചയത്തിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ആപേക്ഷിക തന്മാത്രാഭാരവും പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്.
2. ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ വികസനം
ഭാവിയിൽ ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ വികസന ദിശ ഇപ്രകാരമാണ്:
(1) ഡീഗ്രേഡബിൾ പോളിമറുകളുടെ ബയോഡീഗ്രേഡേഷൻ മെക്കാനിസം പഠിച്ചാണ് ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ തയ്യാറാക്കിയത്, നിലവിലുള്ള സാധാരണ പോളിമറുകൾ, മൈക്രോബയൽ പോളിമറുകൾ, നാച്ചുറൽ പോളിമറുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ ബ്ലോക്ക് കോപോളിമറൈസേഷൻ പഠിക്കുകയും വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.
(2) പോളിമർ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന സൂക്ഷ്മാണുക്കൾക്കായി തിരയുക, പുതിയ പോളിമറുകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക, അവയുടെ സംശ്ലേഷണ സംവിധാനം വിശദമായി വിശകലനം ചെയ്യുക, നിലവിലുള്ള രീതികളിലൂടെയും ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗ് രീതികളിലൂടെയും അവയുടെ ഉൽപ്പാദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുക, സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ വളർത്തുന്നതിനുള്ള കാര്യക്ഷമമായ രീതികൾ പഠിക്കുക.
(3) ഡീഗ്രേഡേഷൻ നിരക്ക് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ ചെലുത്തുക, ഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ ബയോഡീഗ്രേഡേഷൻ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും അവയുടെ വില കുറയ്ക്കുന്നതിനും മാർക്കറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷൻ വിപുലീകരിക്കുന്നതിനും കാര്യക്ഷമമായ ഡീഗ്രേഡേഷൻ പ്രൊമോട്ടറുകളും സ്റ്റെബിലൈസറുകളും വികസിപ്പിക്കുക.
(4) ഡീഗ്രേഡബിൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ ഏകീകൃത നിർവചനം ഗവേഷണം ചെയ്യുകയും സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുക, ബയോഡീഗ്രേഡേഷന്റെ മൂല്യനിർണ്ണയ രീതിയെ സമ്പുഷ്ടമാക്കുകയും മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുക, ഒപ്പം ഡീഗ്രേഡേഷൻ മെക്കാനിസം കൂടുതൽ മനസ്സിലാക്കുകയും ചെയ്യുക.
പോസ്റ്റ് സമയം: ഓഗസ്റ്റ്-13-2019