बायोप्लास्टिक्स, सेल्युलोज आधारित

परिचय

सेलुलोज-आधारित बायोप्लास्टिक सेलुलोज से बने प्लास्टिक और प्लास्टिक जैसे पदार्थ हैं, जो पौधों के बायोमास में सबसे प्रचुर संरचनात्मक पॉलीसैकेराइड है, या सेलुलोज-व्युत्पन्न मध्यवर्ती जैसे सेलुलोज एसीटेट और कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज से बने हैं। वे बायोप्लास्टिक परिदृश्य में एक विशिष्ट स्थान रखते हैं क्योंकि वे नवीकरणीय फीडस्टॉक मूल को लंबे औद्योगिक इतिहास, व्यापक सूत्रीकरण लचीलेपन और एक संपत्ति प्रोफाइल के साथ जोड़ते हैं जो कठोर पारदर्शी वस्तुओं से लेकर लचीली फिल्मों, फाइबर, झिल्लियों और हाइड्रोजेल तक हो सकता है।

व्यवहार में, यह शब्द एक एकल रेजिन प्रकार के बजाय कई संबंधित सामग्री परिवारों को कवर करता है। सबसे स्थापित वाणिज्यिक रूप सेलुलोज एस्टर और डेरिवेटिव हैं, विशेष रूप से सेलुलोज एसीटेट, जबकि नया शोध नैनोसेलुलोज-प्रबलित फिल्मों, सभी-सेलुलोज सामग्री, बैक्टीरियल सेलुलोज और रासायनिक रूप से संशोधित सेलुलोज नेटवर्क शामिल करता है जिनका उद्देश्य बेहतर बाधा, शक्ति और पुनर्चक्रणीयता है। उनकी अपील नवीकरणीयता, कई संदर्भों में बायोडिग्रेडेबिलिटी और उपयोगी ऑप्टिकल और यांत्रिक गुणों के संयोजन में निहित है, लेकिन उनकी अपनाने की बाधा नमी संवेदनशीलता, प्रसंस्करण जटिलता और पेट्रोकेमिकल प्लास्टिक की तुलना में लागत से बाधित है।

सेलुलोज-आधारित बायोप्लास्टिक पैकेजिंग, विशेष फिल्मों, वस्त्रों, बायोमेडिकल उपकरणों, इलेक्ट्रॉनिक्स, कोटिंग्स और मोल्डेड उपभोक्ता वस्तुओं में उपयोग किए जाते हैं, जहां सेलुलोज एसीटेट सबसे बहुमुखी औद्योगिक डेरिवेटिव में से एक बना रहता है। साथ ही, स्थिरता दावों की सावधानीपूर्वक व्याख्या की जानी चाहिए: कई सेलुलोज-आधारित सामग्री बायो-आधारित और बायोडिग्रेडेबल हैं, लेकिन बायोडिग्रेडेशन दर रासायनिक संशोधन, मोटाई, एडिटिव्स और निपटान पर्यावरण पर दृढ़ता से निर्भर करती है, और सभी उत्पाद पारंपरिक प्रणालियों में कंपोस्टेबल या आसानी से पुनर्चक्रणीय नहीं हैं।

इतिहास और विकास

सेलुलोज उद्योग द्वारा उपयोग किए जाने वाले सबसे शुरुआती प्राकृतिक पॉलिमरों में से एक था, पहले कागज, पुनर्जीवित सेलुलोज और नाइट्रोसेलुलोज-आधारित उत्पादों के माध्यम से, फिर सेलुलोज एसीटेट और अन्य एस्टरिफाइड डेरिवेटिव के माध्यम से जो थर्मोप्लास्टिक प्रसंस्करण और पारदर्शी मोल्डेड सामान को सक्षम बनाते थे। सेलुलोज एसीटेट विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो गया क्योंकि इसने संशोधित सेलुलोज की तुलना में बेहतर आयामी स्थिरता और प्रोसेसेबिलिटी प्रदान की, जिससे फिल्मों, आईवियर फ्रेम, सिगरेट फिल्टर, वस्त्र और विशेष मोल्डेड भागों में इसका उपयोग संभव हुआ।

आधुनिक “बायोप्लास्टिक” फ्रेमिंग बाद में उभरी, क्योंकि रुचि नवीकरणीय फीडस्टॉक, अपशिष्ट मूल्यांकन और कम-कार्बन सामग्री की ओर स्थानांतरित हुई। हाल के कार्य ने सेलुलोज-आधारित बायोप्लास्टिक को पारंपरिक एस्टर से परे नैनोसेलुलोज कंपोजिट, रासायनिक रूप से दोहरे-क्रॉसलिंक्ड फाइबर नेटवर्क और लकड़ी या कृषि अवशेषों से उत्पादित सभी-सेलुलोज सामग्री में विस्तारित किया है। बैक्टीरियल सेलुलोज पर शोध भी तेज हुआ है क्योंकि यह पौधे के फाइबर शुद्धिकरण की आवश्यकता के बिना उच्च शुद्धता, महीन रेशेदार आकृति विज्ञान और मजबूत यांत्रिक प्रदर्शन प्रदान करता है।

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