परिचय
बायोबेस्ड पॉलीयूरेथेन या बायो-PU एक पॉलीयूरेथेन सामग्री है जिसमें कार्बन सामग्री का हिस्सा, और कुछ फॉर्मूलेशन में अधिकांश या सभी, नवीकरणीय फीडस्टॉक्स जैसे वनस्पति तेल, लिग्नोसेलुलोसिक बायोमास, शर्करा या अन्य बायोमास-व्युत्पन्न मध्यवर्ती से प्राप्त होता है, न कि purely जीवाश्म-आधारित कच्चे माल से। यह प्लास्टिक मूल्य श्रृंखला में एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है क्योंकि पॉलीयूरेथेन रसायन अत्यधिक अनुकूलनीय है: पॉलीऑल, आइसोसाइनेट, उत्प्रेरक, चेन एक्सटेंडर और एडिटिव्स को बदलकर, बायो-PU को फोम, कोटिंग्स, चिपकने वाले, इलास्टोमर्स, झिल्ली और बायोमेडिकल सामग्री के रूप में तैयार किया जा सकता है।
बायो-PU तीन अभिसरण दबावों की प्रतिक्रिया के रूप में विकसित हुआ है: पेट्रोलियम पर निर्भरता कम करना, कम कार्बन तीव्रता, और कम-VOC और अधिक टिकाऊ सामग्रियों की बढ़ती नियामक और ग्राहक मांग। साथ ही, इसकी तकनीकी पहचान पारंपरिक पॉलीयूरेथेन रसायन से निकटता से जुड़ी हुई है, जिसका अर्थ है कि कई वाणिज्यिक बायो-PU सिस्टम अभी भी आइसोसाइनेट्स पर निर्भर करते हैं, और इसलिए "बायो-आधारित" का अर्थ स्वचालित रूप से "गैर-विषाक्त" या पूरी तरह से परिपत्र नहीं होता है। इसने गैर-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन मार्गों, बायो-आधारित पॉलीऑल्स और हाइब्रिड फॉर्मूलेशन पर शोध को तेज कर दिया है जो पर्यावरणीय प्रोफ़ाइल और प्रदर्शन दोनों में सुधार करते हैं।
वाणिज्यिक रूप से, बायो-PU एक व्यापक परिपक्वता सीमा में फैला हुआ है। कुछ उत्पाद, जैसे नवीकरणीय-कंटेंट लचीले फोम और वॉटरबोर्न कोटिंग्स, पहले से ही औद्योगिक पैमाने पर उपयोग किए जाते हैं, जबकि अन्य, जैसे पूरी तरह से बायो-आधारित गैर-आइसोसाइनेट सिस्टम, विकास या प्रारंभिक व्यावसायीकरण में रहते हैं। इसलिए क्षेत्र को एक एकल सामग्री के रूप में नहीं, बल्कि अलग-अलग बायो-कंटेंट, प्रोसेसेबिलिटी, स्थायित्व और स्थिरता ट्रेड-ऑफ के साथ आंशिक रूप से नवीकरणीय पॉलीयूरेथेन सिस्टम के परिवार के रूप में समझा जाना चाहिए।
इतिहास और विकास
पॉलीयूरेथेन रसायन स्वयं बीसवीं शताब्दी में फोम, कोटिंग्स, चिपकने वाले और इलास्टोमर्स के लिए एक बहुमुखी मार्ग के रूप में उभरा, लेकिन प्रारंभिक उद्योग भारी रूप से जीवाश्म-आधारित था। बायो-PU आंदोलन पर्यावरण नीति, अस्थिर तेल मूल्य निर्धारण और विलायक उत्सर्जन और संसाधन कमी की चिंताओं के रूप में तेज हुआ, जिसने फॉर्म्युलेटर्स को पेट्रोलियम-व्युत्पन्न पॉलीऑल्स को नवीकरणीय विकल्पों से बदलने के लिए प्रेरित किया।
प्रारंभिक कार्य मुख्य रूप से वनस्पति तेलों से बायो-पॉलीऑल्स पर केंद्रित था, क्योंकि उन्हें अपेक्षाकृत सीमित प्रक्रिया परिवर्तनों के साथ स्थापित पॉलीयूरेथेन उत्पादन लाइनों में एकीकृत किया जा सकता था। समय के साथ, अनुसंधान लिग्नोसेलुलोसिक बायोमास, लिग्निन-व्युत्पन्न अंश, शर्करा-व्युत्पन्न प्लेटफॉर्म, माइक्रोबियल किण्वन उत्पादों और रासायनिक रूप से संशोधित प्राकृतिक तेलों तक विस्तारित हुआ। हाल ही में, क्षेत्र पूरी तरह से बायो-आधारित और गैर-आइसोसाइनेट पॉलीयूरेथेन अवधारणाओं की ओर बढ़ गया है, विशेष रूप से कोटिंग्स, चिपकने वाले, बायोमेडिकल सामग्री और विशेष इलास्टोमर्स के लिए।
एक प्रमुख विकास "बायो-आधारित सामग्री" और सही प्रक्रिया पुनः डिज़ाइन के बीच अंतर रहा है। कई पहली पीढ़ी के उत्पादों ने केवल पॉलीऑल खंड को प्रतिस्थापित किया, जबकि नए काम जीवाश्म-व्युत्पन्न मोनोमर्स को कम या समाप्त करने, VOCs को कम करने और पुनर्चक्रणीयता या degradability में सुधार करने का लक्ष्य रखते हैं।
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