पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए): प्लास्टिक का एक पर्यावरण अनुकूल विकल्प

पीएलए क्या है?

पॉलीलैक्टिक एसिड, जिसे पीएलए (पॉलीलैक्टिक एसिड) के रूप में भी जाना जाता है, एक थर्मोप्लास्टिक मोनोमर है जो नवीकरणीय कार्बनिक स्रोतों जैसे मकई स्टार्च या गन्ना या चुकंदर के गूदे से प्राप्त होता है।

यद्यपि यह पिछले प्लास्टिक के समान ही है, लेकिन इसके गुण नवीकरणीय संसाधन बन गए हैं, जिससे यह जीवाश्म ईंधन का अधिक प्राकृतिक विकल्प बन गया है।

पीएलए अभी भी कार्बन-तटस्थ, खाद्य और जैव-निम्नीकरणीय है, जिसका अर्थ है कि यह हानिकारक माइक्रोप्लास्टिक में टूटने के बजाय उपयुक्त वातावरण में पूरी तरह से विघटित हो सकता है।

इसके विघटित होने की क्षमता के कारण, इसका उपयोग आमतौर पर बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक बैग, स्ट्रॉ, कप, प्लेट और टेबलवेयर के लिए पैकेजिंग सामग्री के रूप में किया जाता है।

पीएलए का क्षरण तंत्र

पीएलए तीन तंत्रों के माध्यम से गैर जैविक अपघटन से गुजरता है:

हाइड्रोलिसिस: मुख्य श्रृंखला में एस्टर समूह टूट जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आणविक भार में कमी आती है।

तापीय अपघटन: एक जटिल घटना जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न यौगिकों का निर्माण होता है, जैसे कि हल्के अणु, विभिन्न आणविक भार वाले रैखिक और चक्रीय ओलिगोमर्स, और लैक्टाइड।

प्रकाश-अपघटन: पराबैंगनी विकिरण अपघटन का कारण बन सकता है। यही मुख्य कारक है जो प्लास्टिक, पैकेजिंग कंटेनरों और फिल्म अनुप्रयोगों में पॉलीलैक्टिक एसिड को सूर्य के प्रकाश के संपर्क में लाता है।

हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया है:

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

परिवेशी तापमान पर अपघटन दर बहुत धीमी होती है। 2017 के एक अध्ययन में पाया गया कि 25°C (77°F) पर समुद्री जल में एक वर्ष के भीतर PLA की गुणवत्ता में कोई कमी नहीं आई, लेकिन अध्ययन में बहुलक श्रृंखलाओं के अपघटन या जल अवशोषण को नहीं मापा गया।

पीएलए के अनुप्रयोग क्षेत्र क्या हैं?

1. उपभोक्ता वस्तुएँ
पीएलए का उपयोग विभिन्न उपभोक्ता वस्तुओं में किया जाता है, जैसे कि डिस्पोजेबल टेबलवेयर, सुपरमार्केट शॉपिंग बैग, रसोई उपकरण आवरण, साथ ही लैपटॉप और हैंडहेल्ड डिवाइस।

2. कृषि
PLA का उपयोग फाइबर के रूप में एकल-फाइबर मछली पकड़ने की रेखाओं और जालों में वनस्पति और खरपतवार नियंत्रण के लिए किया जाता है। इसका उपयोग रेत की थैलियों, फूलों के गमलों, बाँधने वाली पट्टियों और रस्सियों के लिए किया जाता है।

3. चिकित्सा उपचार
पीएलए को हानिरहित लैक्टिक एसिड में विघटित किया जा सकता है, जिससे यह एंकर, स्क्रू, प्लेट, पिन, छड़ और जाल के रूप में चिकित्सा उपकरण के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त हो जाता है।

चार सबसे आम संभावित स्क्रैपिंग स्थितियां

1. पुनर्चक्रण:
यह रासायनिक पुनर्चक्रण या यांत्रिक पुनर्चक्रण हो सकता है। बेल्जियम में, गैलेक्सी ने पीएलए (लूपला) के रासायनिक पुनर्चक्रण के लिए पहला प्रायोगिक संयंत्र स्थापित किया है। यांत्रिक पुनर्चक्रण के विपरीत, अपशिष्ट में विभिन्न प्रदूषक हो सकते हैं। पॉलीलैक्टिक अम्ल को तापीय बहुलकीकरण या जल-अपघटन द्वारा रासायनिक रूप से मोनोमर्स के रूप में पुनः प्राप्त किया जा सकता है। शुद्धिकरण के बाद, मोनोमर्स का उपयोग उनके मूल गुणों को खोए बिना कच्चे पीएलए के निर्माण में किया जा सकता है।

2. कम्पोस्टिंग:
औद्योगिक कम्पोस्टिंग परिस्थितियों में PLA का जैव-अपघटन किया जा सकता है, पहले रासायनिक जल-अपघटन द्वारा, फिर सूक्ष्मजीवी पाचन द्वारा, और अंततः अपघटन द्वारा। औद्योगिक कम्पोस्टिंग परिस्थितियों (58°C (136°F)) में, PLA 60 दिनों के भीतर आंशिक रूप से (लगभग आधा) जल और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो सकता है, और शेष भाग, पदार्थ की क्रिस्टलीयता के आधार पर, उसके बाद बहुत धीमी गति से विघटित होता है। आवश्यक परिस्थितियों के अभाव वाले वातावरण में, अपघटन बहुत धीमा होगा, गैर-जैविक प्लास्टिक के समान, जो सैकड़ों या हज़ारों वर्षों तक पूरी तरह से विघटित नहीं होगा।

3. जलना:
पीएलए को क्लोरीन युक्त रसायन या भारी धातुएँ उत्पन्न किए बिना जलाया जा सकता है, क्योंकि इसमें केवल कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। बेकार पीएलए को जलाने से बिना कोई अवशेष छोड़े 19.5 MJ/kg (8368 btu/lb) ऊर्जा उत्पन्न होगी। यह परिणाम, अन्य निष्कर्षों के साथ, यह दर्शाता है कि अपशिष्ट पॉलीलैक्टिक अम्ल के उपचार के लिए भस्मीकरण एक पर्यावरण-अनुकूल विधि है।

4. लैंडफिल:
यद्यपि पी.एल.ए. लैंडफिल में प्रवेश कर सकता है, लेकिन यह पर्यावरण की दृष्टि से सबसे कम अनुकूल विकल्प है, क्योंकि यह पदार्थ परिवेश के तापमान पर धीरे-धीरे विघटित होता है, आमतौर पर उतनी ही धीमी गति से, जितनी धीमी गति से अन्य गैर-अपघटनीय प्लास्टिक विघटित होते हैं।