પોલિલેક્ટીક એસિડ (પીએલએ) ના હાઇડ્રોલિસિસને અસર કરતા પરિબળો
November 20, 2023
હાલમાં, વિશ્વના વાર્ષિક ઉત્પાદન લગભગ 140 મિલિયન ટન, કચરાના ઉપયોગમાં લગભગ 50% થી 60% જેટલો હિસ્સો છે, મોટાભાગના પોલિમર મટિરિયલ પ્રોડક્ટ્સ વિઘટન કરવું મુશ્કેલ છે, પરિણામે ભૂગર્ભજળ અને જમીનના પ્રદૂષણ, જોખમમાં મૂકવામાં આવે છે. છોડ અને પ્રાણીઓની વૃદ્ધિ, મનુષ્ય અને આરોગ્યના અસ્તિત્વને ધમકી આપે છે, અને સફેદ પ્રદૂષણના વિશ્વના મુખ્ય ગુનેગારો બની જાય છે. લોકો પર્યાવરણીય મુદ્દાઓ પર વધુને વધુ ધ્યાન આપે છે, બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક ધીમે ધીમે તરફેણ કરવામાં આવે છે. પર્યાવરણને અનુકૂળ એલિફેટિક પોલિએસ્ટર તરીકે, પોલિલેક્ટીક એસિડ (પીએલએ) એ
બાયો-આધારિત સામગ્રીના સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રકારોમાંનો એક પણ છે . સારી બાયોકોમ્પેટીબિલીટી, અધોગતિ અને ઉત્તમ પ્રોસેસિંગ ગુણધર્મો સાથે, પીએલએને વ્યાપક ધ્યાન મળ્યું છે અને હાલના પ્લાસ્ટિકને બદલવા માટે સૌથી આશાસ્પદ નવી "ઇકો-મટિરીયલ્સ" માનવામાં આવે છે. 1.
પોલિલેક્ટીક એસિડ (પીએલએ) ની ડિગ્રેડેશન મિકેનિઝમ પોલિએસ્ટર સામગ્રી તરીકે, પોલિલેક્ટીક એસિડનું અધોગતિ સરળ હાઇડ્રોલાઇટિક અધોગતિ અને એન્ઝાઇમ-કેટેલાઇઝ્ડ અધોગતિમાં વહેંચાયેલું છે. સરળ હાઇડ્રોલાઇટિક અધોગતિ એ એસ્ટેરિફિકેશનની વિપરિત પ્રતિક્રિયા છે, પાણીના શોષણથી શરૂ કરીને, પાણીના નાના અણુઓ નમૂનાની સપાટી પર ખસેડવામાં, એસ્ટર બોન્ડમાં ફેલાવો અથવા એસિડની ભૂમિકાની આસપાસ હાઇડ્રોફિલિક જૂથો અને માધ્યમમાં આલ્કલી, એસ્ટર બોન્ડ ફ્રી હાઇડ્રોલિસિસ ફ્રેક્ચર, પરમાણુનો નમૂના, પરમાણુ વજનમાં ધીમી ઘટાડોની માત્રા જ્યારે પરમાણુ વજન ચોક્કસ હદ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે, ત્યારે નમૂના વિસર્જન કરવાનું શરૂ થયું, દ્રાવ્ય અધોગતિ ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરે છે. પોલિલેક્ટાઇડનું એન્ઝાઇમેટિક અધોગતિ પરોક્ષ છે, પોલિલેક્ટીક એસિડ પ્રથમ હાઇડ્રોલિસિસ થાય છે, ચોક્કસ હદ સુધી હાઇડ્રોલિસિસ અને ઉત્સેચકોની ક્રિયા હેઠળ વધુ ચયાપચય, જેથી અધોગતિ પ્રક્રિયા પૂર્ણ થઈ શકે.
2. હાઇડ્રોલિસિસ અને પોલિલેક્ટીક એસિડના અધોગતિને અસર કરતા ફેક્ટર્સ
પીએલએના હાઇડ્રોલિસિસને અસર કરતા પરિબળોને બે કેટેગરીમાં વહેંચી શકાય છે: સામગ્રી ગુણધર્મો અને હાઇડ્રોલિસિસની સ્થિતિ. સામગ્રીના ગુણધર્મોમાં પરમાણુ માળખું, સ્ફટિકીયતા, પરમાણુ વજનનું કદ અને વિતરણ, રચનાની નિયમિતતા, નમૂનાના આકાર અને કદ, મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા, એડિટિવ્સ અને અશુદ્ધિઓ વગેરે શામેલ છે; હાઇડ્રોલિસિસની સ્થિતિમાં પીએચ, તાપમાન અને ભેજ, ડાઇલેક્ટ્રિક સતત, રેડિયેશન ટ્રીટમેન્ટ, વગેરે શામેલ છે, આ પરિબળો સામગ્રીના પોલિમર અધોગતિના પ્રભાવથી સ્વતંત્ર નથી, પરંતુ એકબીજાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ કરે છે. 3. પરમાણુ રચનાનો પ્રભાવ મોલેક્યુલર સ્ટ્રક્ચર એ પીએલએ આધારિત સામગ્રીના ગુણધર્મોને અસર કરતું એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. કેટલાક સંશોધનકારોએ તેના હાઇડ્રોલિસિસ ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે વિવિધ પ્રારંભિક ઉપયોગ કરનારાઓનો ઉપયોગ કરીને 3-સશસ્ત્ર, 4-સશસ્ત્ર અને અન્ય મલ્ટિ-સશસ્ત્ર પીએલએ તૈયાર કર્યા હતા, અને જાણવા મળ્યું છે કે સમાન પરમાણુ વજનવાળા પી.એલ.એ. વિશ્લેષણ એ હકીકતને કારણે હોઈ શકે છે કે ડાળીઓવાળું માળખાં ધરાવતા પોલિમરમાં સ્ફટિકીયતા ઓછી હોય છે અને તેથી વધુ ટર્મિનલ જૂથો હોય છે, અને તેથી રેખીય રચનાઓવાળા લોકો કરતા ઝડપથી ડિગ્રેઝ થાય છે. લોકો કોપોલિમરાઇઝેશન ફેરફાર દ્વારા પીએલએની પરમાણુ રચનાને બદલી નાખે છે અને તેના હાઇડ્રોલિસિસ રેટને નિયંત્રિત કરવા માટે મેટ્રિક્સ તરીકે પીએલએ સાથે વિવિધ પ્રકારના કોપોલિમર્સનું સંશ્લેષણ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પીએલજીએ કોપોલિમર, પીઇજીની રજૂઆત ફક્ત પીએલએની હાઇડ્રોફિલિસિટીમાં સુધારો કરે છે અને તેની સ્ફટિકીયતા ઘટાડે છે, જે પોલિમરના અધોગતિને વેગ આપે છે, પરંતુ સામગ્રીને નવી ગુણધર્મો અને કાર્યો પણ આપે છે. રજૂ કરેલા જૂથની હાઇડ્રોફિલિસિટી મિશ્રણ ફેરફારમાં પોલિમરની હાઇડ્રોલિસિસ પ્રક્રિયામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે , વધુ સારી રીતે હાઇડ્રોફિલિસિટી, હાઇડ્રોલાઇટિક અધોગતિ વધુ નોંધપાત્ર છે.
4. સ્ફટિકીયતાનો પ્રભાવ પીએલએ સ્ફટિકીય પોલિએસ્ટર સામગ્રીનો છે, પરંતુ જો પીએલએ સ્ફટિકીય પોલિએસ્ટર સામગ્રીનો છે, તો પણ તેની સ્ફટિકીયતા 100%સુધી પહોંચી શકાતી નથી, અને કણો અથવા સામગ્રીને સ્ફટિકીય અને આકારહીન વિસ્તાર (આકારહીન વિસ્તાર) માં વહેંચવામાં આવે છે. પીએલએના હાઇડ્રોલિસિસની પ્રક્રિયામાં, હાઇડ્રોલિસિસ હંમેશાં આકારહીન ઝોનમાં પ્રથમ થાય છે. પાણી પ્રથમ આકારહીન ઝોનમાં પ્રવેશ કરે છે, જેથી આકારહીન ઝોનમાં એસ્ટર બોન્ડ તૂટી જાય, જ્યારે મોટાભાગના આકારહીન ઝોન હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ હોય, ફક્ત ધારથી સ્ફટિકીય ઝોનના કેન્દ્ર સુધી હાઇડ્રોલાઇઝ શરૂ થાય છે. તે નોંધવું જોઇએ કે, પીએલએ હાઇડ્રોલિસિસની પ્રક્રિયામાં, ઘણીવાર વધેલી સ્ફટિકીયતાની ઘટના સાથે, જે આકારહીન ઝોનના હાઇડ્રોલિસિસને કારણે હોઈ શકે છે, નીચા પરમાણુ પદાર્થોની સંખ્યાબંધ માળખાકીય નિયમિતતાની પે generation ી, પી.એલ.એ. સ્ફટિકીયતા વધી. કેટલાક સંશોધનકારો માને છે કે સ્ફટિકીયતામાં વધારો એ આકારહીન ઝોનના હાઇડ્રોલિસિસને કારણે છે, જે બાકીના નમૂનામાં સ્ફટિકીય ઝોનનું પ્રમાણ વધારે છે. 5. ઘન રચનાની નિયમિતતાનો પ્રભાવ લેક્ટિક એસિડના ical પ્ટિકલ આઇસોમેરિઝમને કારણે, પીએલએમાં પણ વિવિધ સમઘન, પીએલએલએ છે, જે શુદ્ધ એલ-લેક્ટિક એસિડના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે; પીડીએલએ, જે શુદ્ધ ડી-લેક્ટિક એસિડના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે; પીડીએલએ, જે એલ-લેક્ટિક એસિડ અને ડી-લેક્ટિક એસિડના ચોક્કસ ગુણોત્તરમાં વિવિધ લો-લાઇટ શુદ્ધ પીએલએના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે; અને પી (એલ/ડી) એલએ, જે પીએલએલએ અને પીડીએલએના સહ-મિશ્રણ દ્વારા ચોક્કસ ગુણોત્તરમાં બનાવવામાં આવે છે. એક સંશોધનકારે પીએલએલએ, પીડીએલએ, પીડીએલએ અને પી (એલ/ડી) એલએના હાઇડ્રોલિસિસ ગુણધર્મોની તુલના કરી, અને પરિણામો દર્શાવે છે કે પીડીએલએ હાઇડ્રોલાઇઝમાં સૌથી સરળ હતું; પીએલએલએ અને પીડીએલએ હાઇડ્રોલાઇઝની આગામી સૌથી સહેલી હતી, અને પી (એલ/ડી) એલએમાં સૌથી મજબૂત હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિકાર હતો.
