पॉलिमर क्षरण: Difference between revisions
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[[ पॉलीमर |बहुलक]] क्षरण एक बहुलक के भौतिक गुणों में कमी है जैसे कि ताकत इसकी रासायनिक संरचना में परिवर्तन के कारण। बहुलक | [[ पॉलीमर |बहुलक]] क्षरण एक बहुलक के भौतिक गुणों में कमी है जैसे कि ताकत इसकी रासायनिक संरचना में परिवर्तन के कारण। बहुलक और विशेष रूप से [[प्लास्टिक]] उनके [[उत्पाद जीवन चक्र]] के सभी चरणों में गिरावट के अधीन हैं जिसमें उनके प्रारंभिक प्रसंस्करण, उपयोग, पर्यावरण में निपटान और पुनर्चक्रण सम्मिलित हैं।<ref>{{cite journal |last1=Singh |first1=Baljit |last2=Sharma |first2=Nisha |title=प्लास्टिक क्षरण के यंत्रवत प्रभाव|journal=Polymer Degradation and Stability |date=March 2008 |volume=93 |issue=3 |pages=561–584 |doi=10.1016/j.polymdegradstab.2007.11.008}}</ref> इस गिरावट की दर में काफी भिन्नता है [[ जैव अवक्रमण |जैव अवक्रमण]] में दशकों लग सकते हैं जबकि कुछ औद्योगिक प्रक्रियाएं एक बहुलक को घंटों में पूरी तरह से विघटित कर सकती हैं। | ||
प्रौद्योगिकियां गिरावट को रोकने या बढ़ावा देने के लिए विकसित की गई हैं। उदाहरण के लिए[[ बहुलक स्टेबलाइजर्स | बहुलक | प्रौद्योगिकियां गिरावट को रोकने या बढ़ावा देने के लिए विकसित की गई हैं। उदाहरण के लिए[[ बहुलक स्टेबलाइजर्स | बहुलक स्थिरिकारी]] यह सुनिश्चित करते हैं कि प्लास्टिक की वस्तुओं को वांछित गुणों के साथ उत्पादित किया जाए उनके उपयोगी जीवनकाल का विस्तार करें और उनके पुनर्चक्रण की सुविधा प्रदान करें। इसके विपरीत [[बायोडिग्रेडेबल एडिटिव्स]] इसकी बायोडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करके प्लास्टिक कचरे के क्षरण को तेज करते हैं। [[प्लास्टिक पुनर्चक्रण]] के कुछ रूपों में एक बहुलक का [[मोनोमर|मोनोमर्स]] या अन्य रसायनों में वापस पूर्ण गिरावट सम्मिलित हो सकती है। | ||
सामान्यत: प्लास्टिक बहुलक के क्षरण में गर्मी, प्रकाश, हवा और पानी के प्रभाव सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। प्रमुख रासायनिक परिवर्तन [[ऑक्सीकरण]] और [[श्रृंखला विखंडन]] हैं जिससे बहुलक के आणविक भार और बहुलकीकरण [[पोलीमराइजेशन की डिग्री|की डिग्री]] में कमी आती है। ये परिवर्तन [[भौतिक गुण|भौतिक गुणो]] जैसे शक्ति, आघातवर्धनीयता, [[ पिघल प्रवाह सूचकांक | पिघल प्रवाह सूचकांक]], दिखावट और रंग को प्रभावित करते हैं। गुणों में परिवर्तन को अक्सर "एजिंग" कहा जाता है। | सामान्यत: प्लास्टिक बहुलक के क्षरण में गर्मी, प्रकाश, हवा और पानी के प्रभाव सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। प्रमुख रासायनिक परिवर्तन [[ऑक्सीकरण]] और [[श्रृंखला विखंडन]] हैं जिससे बहुलक के आणविक भार और बहुलकीकरण [[पोलीमराइजेशन की डिग्री|की डिग्री]] में कमी आती है। ये परिवर्तन [[भौतिक गुण|भौतिक गुणो]] जैसे शक्ति, आघातवर्धनीयता, [[ पिघल प्रवाह सूचकांक | पिघल प्रवाह सूचकांक]], दिखावट और रंग को प्रभावित करते हैं। गुणों में परिवर्तन को अक्सर "एजिंग" कहा जाता है। | ||
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[[File:Plastic Injection Molding.webm|thumb|right|200px|alt=See caption|इंजेक्शन मोल्डिंग पर लघु वीडियो (9 मिनट 37 सेकेंड)]]थर्माप्लास्टिक बहुलक (चाहे वे कुंवारी या पुनर्नवीनीकरण हों) को तब तक गर्म किया जाना चाहिए जब तक कि पिघला हुआ अपने अंतिम आकार में न बन जाए, बहुलक के आधार पर कहीं भी प्रसंस्करण तापमान 150-320 डिग्री सेल्सियस (300-600 डिग्री फारेनहाइट) के बीच होता है।<ref>{{cite journal |last1=Ragaert |first1=Kim |last2=Delva |first2=Laurens |last3=Van Geem |first3=Kevin |title=ठोस प्लास्टिक कचरे का यांत्रिक और रासायनिक पुनर्चक्रण|journal=Waste Management |date=November 2017 |volume=69 |pages=24–58 |doi=10.1016/j.wasman.2017.07.044|pmid=28823699 }}</ref>बहुलक इन परिस्थितियों में [[ऑक्सीकरण]] करेंगे लेकिन हवा की अनुपस्थिति में भी ये तापमान कुछ सामग्रियों में थर्मल गिरावट का कारण बनने के लिए पर्याप्त हैं।पिघला हुआ बहुलक भी बाहर निकालना के दौरान महत्वपूर्ण कतरनी तनाव का अनुभव करता हैऔर मोल्डिंग जो बहुलक श्रृंखलाओं को तोड़ने के लिए पर्याप्त है। गिरावट के कई अन्य रूपों के विपरीत पिघलने-प्रसंस्करण के प्रभाव केवल सतह परतों की अतिरिक्त बहुलक के पूरे थोक को कम कर देते हैं। यह क्षरण बहुलक में रासायनिक कमजोर बिंदुओं को प्रस्तुत करता है और विशेष रूप से [[हाइड्रोपरॉक्साइड]] के रूप में जो वस्तु के जीवनकाल के दौरान और गिरावट के लिए दीक्षा स्थल बन जाते हैं। | [[File:Plastic Injection Molding.webm|thumb|right|200px|alt=See caption|इंजेक्शन मोल्डिंग पर लघु वीडियो (9 मिनट 37 सेकेंड)]]थर्माप्लास्टिक बहुलक (चाहे वे कुंवारी या पुनर्नवीनीकरण हों) को तब तक गर्म किया जाना चाहिए जब तक कि पिघला हुआ अपने अंतिम आकार में न बन जाए, बहुलक के आधार पर कहीं भी प्रसंस्करण तापमान 150-320 डिग्री सेल्सियस (300-600 डिग्री फारेनहाइट) के बीच होता है।<ref>{{cite journal |last1=Ragaert |first1=Kim |last2=Delva |first2=Laurens |last3=Van Geem |first3=Kevin |title=ठोस प्लास्टिक कचरे का यांत्रिक और रासायनिक पुनर्चक्रण|journal=Waste Management |date=November 2017 |volume=69 |pages=24–58 |doi=10.1016/j.wasman.2017.07.044|pmid=28823699 }}</ref>बहुलक इन परिस्थितियों में [[ऑक्सीकरण]] करेंगे लेकिन हवा की अनुपस्थिति में भी ये तापमान कुछ सामग्रियों में थर्मल गिरावट का कारण बनने के लिए पर्याप्त हैं।पिघला हुआ बहुलक भी बाहर निकालना के दौरान महत्वपूर्ण कतरनी तनाव का अनुभव करता हैऔर मोल्डिंग जो बहुलक श्रृंखलाओं को तोड़ने के लिए पर्याप्त है। गिरावट के कई अन्य रूपों के विपरीत पिघलने-प्रसंस्करण के प्रभाव केवल सतह परतों की अतिरिक्त बहुलक के पूरे थोक को कम कर देते हैं। यह क्षरण बहुलक में रासायनिक कमजोर बिंदुओं को प्रस्तुत करता है और विशेष रूप से [[हाइड्रोपरॉक्साइड]] के रूप में जो वस्तु के जीवनकाल के दौरान और गिरावट के लिए दीक्षा स्थल बन जाते हैं। | ||
बहुलक अक्सर पिघल-प्रसंस्करण के एक से अधिक दौर के अधीन होते हैं जो संचयी रूप से गिरावट को आगे बढ़ा सकते हैं। वर्जिन प्लास्टिक प्राय: डाई, पिगमेंट और | बहुलक अक्सर पिघल-प्रसंस्करण के एक से अधिक दौर के अधीन होते हैं जो संचयी रूप से गिरावट को आगे बढ़ा सकते हैं। वर्जिन प्लास्टिक प्राय: डाई, पिगमेंट और स्थिरिकारी को प्रस्तुत करने के लिए [[प्लास्टिक कंपाउंडिंग]] से गुजरता है। इसमें तैयार की गई सामग्री को अंतिम रूप से पिघलने और प्लास्टिक की वस्तुओं में ढालने से पहले ट्रेस नमी को हटाने के लिए ओवन में पहले से सुखाया जा सकता है। साधारण री-मेल्टिंग (यांत्रिक पुनर्चक्रण) द्वारा पुनर्नवीनीकरण किया जाने वाला प्लास्टिक प्राय: ताजी सामग्री की तुलना में अधिक गिरावट प्रदर्शित करेगा और इसके परिणामस्वरूप खराब गुण हो सकते हैं।<ref name="Shaver">{{cite journal |last1=Schyns |first1=Zoé O. G. |last2=Shaver |first2=Michael P. |title=Mechanical Recycling of Packaging Plastics: A Review |journal=[[Macromolecular Rapid Communications]] |date=February 2021 |volume=42 |issue=3 |pages=2000415 |doi=10.1002/marc.202000415|pmid=33000883 |doi-access=free }}</ref> | ||
=== थर्मल ऑक्सीकरण === | === थर्मल ऑक्सीकरण === | ||
हालांकि प्रसंस्करण उपकरण के अंदर ऑक्सीजन का स्तर प्राय: कम होता है इसे पूरी तरह से बाहर नहीं किया जा सकता है और थर्मल-ऑक्सीकरण प्राय: क्षरण की तुलना में अधिक आसानी से होता है जो विशेष रूप से थर्मल (यानी हवा के बिना) होता है।<ref>{{cite journal |last1=Peterson |first1=Jeffery D. |last2=Vyazovkin |first2=Sergey |last3=Wight |first3=Charles A. |title=पॉलीस्टीरिन, पॉलीथीन और पॉली (प्रोपीलीन) के थर्मल और थर्मो-ऑक्सीडेटिव गिरावट के कैनेटीक्स|journal=[[Macromolecular Chemistry and Physics]] |date=2001 |volume=202 |issue=6 |pages=775–784 |doi=10.1002/1521-3935(20010301)202:6<775::AID-MACP775>3.0.CO;2-G}}</ref> प्रतिक्रियाएं सामान्य [[आक्सीकरण]] तंत्र का पालन करती हैं जिससे [[कार्बनिक पेरोक्साइड]] और कार्बोनिल्स का निर्माण होता है। प्रतिउपचायक के अतिरिक्त ऐसी प्रक्रियाओं को रोक सकते हैं। | हालांकि प्रसंस्करण उपकरण के अंदर ऑक्सीजन का स्तर प्राय: कम होता है इसे पूरी तरह से बाहर नहीं किया जा सकता है और थर्मल-ऑक्सीकरण प्राय: क्षरण की तुलना में अधिक आसानी से होता है जो विशेष रूप से थर्मल (यानी हवा के बिना) होता है।<ref>{{cite journal |last1=Peterson |first1=Jeffery D. |last2=Vyazovkin |first2=Sergey |last3=Wight |first3=Charles A. |title=पॉलीस्टीरिन, पॉलीथीन और पॉली (प्रोपीलीन) के थर्मल और थर्मो-ऑक्सीडेटिव गिरावट के कैनेटीक्स|journal=[[Macromolecular Chemistry and Physics]] |date=2001 |volume=202 |issue=6 |pages=775–784 |doi=10.1002/1521-3935(20010301)202:6<775::AID-MACP775>3.0.CO;2-G}}</ref> प्रतिक्रियाएं सामान्य [[आक्सीकरण]] तंत्र का पालन करती हैं जिससे [[कार्बनिक पेरोक्साइड]] और कार्बोनिल्स का निर्माण होता है। प्रतिउपचायक के अतिरिक्त ऐसी प्रक्रियाओं को रोक सकते हैं। | ||
=== थर्मल गिरावट === | === थर्मल गिरावट === | ||
पर्याप्त उच्च तापमान पर बहुलक को गर्म करने से ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में भी हानिकारक रासायनिक परिवर्तन हो सकते हैं। यह प्राय: श्रंखला विखंडन से शुरू होता है और मुक्त कणों को उत्पन्न करता है जो मुख्य रूप से | पर्याप्त उच्च तापमान पर बहुलक को गर्म करने से ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में भी हानिकारक रासायनिक परिवर्तन हो सकते हैं। यह प्राय: श्रंखला विखंडन से शुरू होता है और मुक्त कणों को उत्पन्न करता है जो मुख्य रूप से कण अनुपातहीनता और तिर्यक में संलग्न होते हैं। ~250 °C (480 °F) से आगे होने वाली बड़ी गिरावट के साथ पीवीसी सबसे ऊष्मीय रूप से संवेदनशील सामान्य बहुलक है अन्य बहुलक उच्च तापमान पर ख़राब हो जाते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Matsuzawa |first1=Yoshiaki |last2=Ayabe |first2=Muneo |last3=Nishino |first3=Junya |last4=Kubota |first4=Nobuhiko |last5=Motegi |first5=Mikio |title=नगरपालिका पायरोलिसिस कचरे में चार ईंधन अनुपात का मूल्यांकन|journal=[[Fuel (journal)|Fuel]] |date=August 2004 |volume=83 |issue=11–12 |pages=1675–1687 |doi=10.1016/j.fuel.2004.02.006}}</ref> | ||
=== थर्मो-मैकेनिकल गिरावट === | === थर्मो-मैकेनिकल गिरावट === | ||
पिघला हुआ बहुलक उच्च चिपचिपाहट वाले गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ हैं और उनके थर्मल और यांत्रिक गिरावट के बीच की बातचीत जटिल हो सकती है। कम तापमान पर बहुलक-पिघल अधिक चिपचिपा होता है और कतरनी तनाव के माध्यम से यांत्रिक गिरावट के लिए अधिक प्रवण होता है। उच्च तापमान पर चिपचिपाहट कम हो जाती है लेकिन थर्मल गिरावट बढ़ जाती है। उच्च सरासर के बिंदुओं पर घर्षण भी स्थानीय ताप का कारण बन सकता है जिससे अतिरिक्त तापीय गिरावट हो सकती है। | पिघला हुआ बहुलक उच्च चिपचिपाहट वाले गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ हैं और उनके थर्मल और यांत्रिक गिरावट के बीच की बातचीत जटिल हो सकती है। कम तापमान पर बहुलक-पिघल अधिक चिपचिपा होता है और कतरनी तनाव के माध्यम से यांत्रिक गिरावट के लिए अधिक प्रवण होता है। उच्च तापमान पर चिपचिपाहट कम हो जाती है लेकिन थर्मल गिरावट बढ़ जाती है। उच्च सरासर के बिंदुओं पर घर्षण भी स्थानीय ताप का कारण बन सकता है जिससे अतिरिक्त तापीय गिरावट हो सकती है। | ||
स्नेहक के अतिरिक्त यांत्रिक गिरावट को कम किया जा सकता है जिसे | स्नेहक के अतिरिक्त यांत्रिक गिरावट को कम किया जा सकता है जिसे प्रसंस्करण सहायक या प्रवाह सहायक भी कहा जाता है। ये प्रसंस्करण मशीनरी के विपरीत घर्षण को कम कर सकते हैं लेकिन बहुलक श्रृंखलाओं के बीच जिसके परिणामस्वरूप पिघल-चिपचिपाहट में कमी आती है। सामान्य एजेंट उच्च-आणविक-वजन वाले मोम ([[पैराफिन मोम]], [[मोम एस्टर]], आदि) या धातु स्टीयरेट (यानी [[जिंक स्टीयरेट]]) हैं। | ||
== इन-सर्विस डिग्रेडेशन == | == इन-सर्विस डिग्रेडेशन == | ||
[[File:Plastic waste generation by industrial sector, OWID.svg|thumb|300px|alt=Bar chart showing global plastic waste generation by industrial sector for 2015|2015 के लिए औद्योगिक क्षेत्र द्वारा वैश्विक प्लास्टिक अपशिष्ट उत्पादन, प्रति वर्ष टन में मापा गया]]अधिकांश प्लास्टिक वस्तु जैसे पैकेजिंग सामग्री थोड़े समय के लिए और केवल एक बार उपयोग किए जाते हैं। ये शायद ही कभी अपने सेवा-जीवन के दौरान बहुलक क्षरण का अनुभव करते हैं। अन्य वस्तुएं प्राकृतिक वातावरण से केवल क्रमिक गिरावट का अनुभव करती हैं। कुछ प्लास्टिक वस्तु हालांकि आक्रामक वातावरण में लंबे समय तक सेवा-जीवन का अनुभव कर सकते हैं विशेष रूप से वे जहां लंबे समय तक गर्मी या रासायनिक हमले के अधीन हैं। इन स्थिति में बहुलक का क्षरण महत्वपूर्ण हो सकता है और व्यवहार में अक्सर केवल उन्नत बहुलक | [[File:Plastic waste generation by industrial sector, OWID.svg|thumb|300px|alt=Bar chart showing global plastic waste generation by industrial sector for 2015|2015 के लिए औद्योगिक क्षेत्र द्वारा वैश्विक प्लास्टिक अपशिष्ट उत्पादन, प्रति वर्ष टन में मापा गया]]अधिकांश प्लास्टिक वस्तु जैसे पैकेजिंग सामग्री थोड़े समय के लिए और केवल एक बार उपयोग किए जाते हैं। ये शायद ही कभी अपने सेवा-जीवन के दौरान बहुलक क्षरण का अनुभव करते हैं। अन्य वस्तुएं प्राकृतिक वातावरण से केवल क्रमिक गिरावट का अनुभव करती हैं। कुछ प्लास्टिक वस्तु हालांकि आक्रामक वातावरण में लंबे समय तक सेवा-जीवन का अनुभव कर सकते हैं विशेष रूप से वे जहां लंबे समय तक गर्मी या रासायनिक हमले के अधीन हैं। इन स्थिति में बहुलक का क्षरण महत्वपूर्ण हो सकता है और व्यवहार में अक्सर केवल उन्नत बहुलक स्थिरिकारी के उपयोग से ही रोका जाता है। ताप, प्रकाश, वायु और जल के प्रभाव से उत्पन्न होने वाला क्षरण सबसे आम है लेकिन गिरावट के अन्य साधन स्थित हैं। | ||
यांत्रिक गुणों का सेवाकालीन क्षरण एक महत्वपूर्ण पहलू है जो इन सामग्रियों के अनुप्रयोगों को सीमित करता है। इन-सर्विस डिग्रेडेशन के कारण होने वाले बहुलक | यांत्रिक गुणों का सेवाकालीन क्षरण एक महत्वपूर्ण पहलू है जो इन सामग्रियों के अनुप्रयोगों को सीमित करता है। इन-सर्विस डिग्रेडेशन के कारण होने वाले बहुलक निम्नीकरण से जानलेवा दुर्घटनाएँ हो सकती हैं। 1996 में एक बच्चे को हिकमैन लाइन के माध्यम से खिलाया गया और एक संक्रमण का सामना करना पड़ा जब एक अस्पताल द्वारा नए योजक का उपयोग किया गया। इस संक्रमण के पीछे का कारण तरल माध्यम के संपर्क में आने के कारण अंदर की ओर से पाइपों का टूटना और क्षरण था। <ref>{{Cite journal |last1=Saharudin |first1=Mohd Shahneel |last2=Atif |first2=Rasheed |last3=Shyha |first3=Islam |last4=Inam |first4=Fawad |date=2015-12-22 |title=The degradation of mechanical properties in polymer nano-composites exposed to liquid media – a review |url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c5ra22620a |journal=RSC Advances |language=en |volume=6 |issue=2 |pages=1076–1089 |doi=10.1039/C5RA22620A |s2cid=98370832 |issn=2046-2069|doi-access=free }}</ref> | ||
=== क्लोरीन से प्रेरित क्रैकिंग === | === क्लोरीन से प्रेरित क्रैकिंग === | ||
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=== इलेक्ट्रॉनिक्स === | === इलेक्ट्रॉनिक्स === | ||
प्लास्टिक का व्यापक रूप से बिजली के सामान जैसे सर्किट बोर्ड और बिजली के केबल के निर्माण में उपयोग किया जाता है। ये अनुप्रयोग कठोर हो सकते हैं प्लास्टिक को थर्मल, रासायनिक और विद्युत रासायनिक हमले के मिश्रण के रूप में उजागर कर सकते हैं। [[ट्रांसफार्मर]], [[माइक्रोप्रोसेसर]] या [[उच्च वोल्टेज केबल]] जैसे कई इलेक्ट्रिक बस्तु वर्षों या दशकों तक ऊंचे तापमान पर काम करते हैं जिसके परिणामस्वरूप निम्न-स्तर लेकिन निरंतर थर्मल ऑक्सीकरण होता है। इसे धातुओं के साथ सीधे संपर्क से बढ़ाया जा सकता है जो फ्री- | प्लास्टिक का व्यापक रूप से बिजली के सामान जैसे सर्किट बोर्ड और बिजली के केबल के निर्माण में उपयोग किया जाता है। ये अनुप्रयोग कठोर हो सकते हैं प्लास्टिक को थर्मल, रासायनिक और विद्युत रासायनिक हमले के मिश्रण के रूप में उजागर कर सकते हैं। [[ट्रांसफार्मर]], [[माइक्रोप्रोसेसर]] या [[उच्च वोल्टेज केबल]] जैसे कई इलेक्ट्रिक बस्तु वर्षों या दशकों तक ऊंचे तापमान पर काम करते हैं जिसके परिणामस्वरूप निम्न-स्तर लेकिन निरंतर थर्मल ऑक्सीकरण होता है। इसे धातुओं के साथ सीधे संपर्क से बढ़ाया जा सकता है जो फ्री-कण ्स के गठन को बढ़ावा दे सकता है उदाहरण के लिए हाइड्रोपरॉक्साइड्स पर [[फेंटन प्रतिक्रिया]]ओं की कार्रवाई से।<ref>{{cite journal |last1=Osawa |first1=Zenjiro |title=बहुलक क्षरण में धातुओं और धातु-निष्क्रियकर्ताओं की भूमिका|journal=Polymer Degradation and Stability |date=January 1988 |volume=20 |issue=3–4 |pages=203–236 |doi=10.1016/0141-3910(88)90070-5}}</ref> उच्च वोल्टेज भार भी इन्सुलेट सामग्री जैसे डाइलेक्ट्रिक्स को नुकसान पहुंचा सकते हैं जो लंबे समय तक विद्युत क्षेत्र के तनाव के कारण विद्युत वृक्ष के माध्यम से नीचा दिखाते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Zakrevskii |first1=V. A. |last2=Sudar |first2=N. T. |last3=Zaopo |first3=A. |last4=Dubitsky |first4=Yu. A. |title=बिजली के क्षरण और इन्सुलेट पॉलिमर के टूटने का तंत्र|journal=[[Journal of Applied Physics]] |date=15 February 2003 |volume=93 |issue=4 |pages=2135–2139 |doi=10.1063/1.1531820|bibcode=2003JAP....93.2135Z }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Mayoux |first1=C. |title=विद्युत तनाव के तहत इन्सुलेट सामग्री का क्षरण|journal=IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation |date=October 2000 |volume=7 |issue=5 |pages=590–601 |doi=10.1109/TDEI.2000.879355}}</ref> | ||
=== [[गैल्वेनिक क्रिया]] === | === [[गैल्वेनिक क्रिया]] === | ||
फ़ोर्ट वर्थ डिवीजन के जनरल डायनेमिक्स के कर्मचारी माइकल सी. फ़ौड्री द्वारा 1990 में पहली बार गैल्वेनिक क्रिया द्वारा बहुलक क्षरण को तकनीकी साहित्य में वर्णित किया गया था।<ref>{{cite journal|last=Faudree|first= Michael C.|date= 1991|title=Relationship of Graphite/Polyimide Composites to Galvanic Processes|url=http://www.michaelcfaudree.com/2Relationship%20of%20Graphite%20Polyimide%20Composites%20to%20Galvanic%20Processes.pdf|journal=Society for the Advancement of Material and Process Engineering(SAMPE) Journal|volume=2|pages=1288–1301|isbn=0-938994-56-5}}</ref><ref>{{Cite journal|url=http://jglobal.jst.go.jp/public/20090422/200902037896192534|title = 電気化学的過程とグラファイト/ポリイミド複合材料の関係|journal = International Sampe Symposium and Exhibition (Society for the Advancement of Material and Process Engineering)|year = 1991|volume = 36|issue = 2|pages = 1288–1301|last1 = C|first1 = Faudree M.}}</ref> इस घटना को "फौड्री प्रभाव" के रूप में संदर्भित किया गया है और डिजाइन में बदलाव जैसे सुरक्षा के लिए वाईएफ-22 ( एफ-22 प्रोटोटाइप) विमान पर जंग को रोकने के लिए इसका प्रभाव पड़ा है। जब कार्बन-फाइबर-प्रबलित बहुलक धातु की सतह से जुड़ा होता है तो कार्बन फाइबर पानी या पर्याप्त आर्द्रता के संपर्क में आने पर कैथोड के रूप में कार्य कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप गैल्वेनिक क्षरण होता है। यह इंजीनियरिंग में देखा गया है जब कमजोर इस्पात संरचनाओं को सुदृढ़ करने के लिए कार्बन-फाइबर बहुलक का उपयोग किया गया है। एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में भी प्रतिक्रियाएं देखी गई हैं प्रभावित बहुलक में बिस्मेलिमाइड्स (बीएमआई) और पॉलीइमाइड्स सम्मिलित हैं । माना जाता है कि गिरावट के तंत्र में हाइड्रॉक्साइड आयनों की विद्युत रासायनिक पीढ़ी सम्मिलित होती है जो तब एमाइड बांडों को तोड़ती है। | फ़ोर्ट वर्थ डिवीजन के जनरल डायनेमिक्स के कर्मचारी माइकल सी. फ़ौड्री द्वारा 1990 में पहली बार गैल्वेनिक क्रिया द्वारा बहुलक क्षरण को तकनीकी साहित्य में वर्णित किया गया था।<ref>{{cite journal|last=Faudree|first= Michael C.|date= 1991|title=Relationship of Graphite/Polyimide Composites to Galvanic Processes|url=http://www.michaelcfaudree.com/2Relationship%20of%20Graphite%20Polyimide%20Composites%20to%20Galvanic%20Processes.pdf|journal=Society for the Advancement of Material and Process Engineering(SAMPE) Journal|volume=2|pages=1288–1301|isbn=0-938994-56-5}}</ref><ref>{{Cite journal|url=http://jglobal.jst.go.jp/public/20090422/200902037896192534|title = 電気化学的過程とグラファイト/ポリイミド複合材料の関係|journal = International Sampe Symposium and Exhibition (Society for the Advancement of Material and Process Engineering)|year = 1991|volume = 36|issue = 2|pages = 1288–1301|last1 = C|first1 = Faudree M.}}</ref> इस घटना को "फौड्री प्रभाव" के रूप में संदर्भित किया गया है और डिजाइन में बदलाव जैसे सुरक्षा के लिए वाईएफ-22 ( एफ-22 प्रोटोटाइप) विमान पर जंग को रोकने के लिए इसका प्रभाव पड़ा है। जब कार्बन-फाइबर-प्रबलित बहुलक धातु की सतह से जुड़ा होता है तो कार्बन फाइबर पानी या पर्याप्त आर्द्रता के संपर्क में आने पर कैथोड के रूप में कार्य कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप गैल्वेनिक क्षरण होता है। यह इंजीनियरिंग में देखा गया है जब कमजोर इस्पात संरचनाओं को सुदृढ़ करने के लिए कार्बन-फाइबर बहुलक का उपयोग किया गया है। एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में भी प्रतिक्रियाएं देखी गई हैं प्रभावित बहुलक में बिस्मेलिमाइड्स (बीएमआई) और पॉलीइमाइड्स सम्मिलित हैं । माना जाता है कि गिरावट के तंत्र में हाइड्रॉक्साइड आयनों की विद्युत रासायनिक पीढ़ी सम्मिलित होती है जो तब एमाइड बांडों को तोड़ती है। | ||
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अधिकांश प्लास्टिक आसानी से [[ अवक्रमण ]]नहीं होते हैं<ref name = science>{{cite journal |last1=Andrady |first1=Anthony L. |title=सिंथेटिक पॉलिमर के पर्यावरणीय जैवअवक्रमण का आकलन|journal=Journal of Macromolecular Science, Part C: Polymer Reviews |date=February 1994 |volume=34 |issue=1 |pages=25–76 |doi= 10.1080/15321799408009632}}</ref> हालाँकि वे अभी भी यूवी-प्रकाश, ऑक्सीजन, पानी और प्रदूषकों के प्रभाव के कारण पर्यावरण में गिरावट करते हैं। इस संयोजन को अक्सर बहुलक अपक्षय के रूप में सामान्यीकृत किया जाता है।<ref name=weather>{{cite journal |last1=Feldman |first1=D. |title=Polymer Weathering: Photo-Oxidation |journal=Journal of Polymers and the Environment |date=1 October 2002 |volume=10 |issue=4 |pages=163–173 |doi=10.1023/A:1021148205366|s2cid=92300829 }}</ref> अपक्षय द्वारा श्रृंखला के टूटने से प्लास्टिक की वस्तुओं का उत्सर्जन बढ़ जाता है जो अंततः उन्हें अलग करने का कारण बनता है। विखंडन तब तक जारी रहता है जब तक कि अंततः [[ microplastics |माइक्रोप्लास्टिक्स]] नहीं बन जाते। जैसे-जैसे कण आकार छोटे होते जाते हैं वैसे-वैसे उनकी संयुक्त सतह का क्षेत्रफल बढ़ता जाता है। यह प्लास्टिक से और पर्यावरण में एडिटिव्स के [[लीचिंग (रसायन विज्ञान)]] को सुगम बनाता है। प्लास्टिक से जुड़े कई विवाद वास्तव में इन एडिटिव्स से संबंधित हैं।<ref name="Additive-rev">{{cite journal |last1=Hahladakis |first1=John N. |last2=Velis |first2=Costas A. |last3=Weber |first3=Roland |last4=Iacovidou |first4=Eleni |last5=Purnell |first5=Phil |title=An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling |journal= Journal of Hazardous Materials |date=February 2018 |volume=344 |pages=179–199 |doi=10.1016/j.jhazmat.2017.10.014|pmid=29035713 |doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Teuten |first1=Emma L. |last2=Saquing |first2=Jovita M. |last3=Knappe |first3=Detlef R. U. |last4=Barlaz |first4=Morton A. |last5=Jonsson |first5= Susanne |last6=Björn |first6=Annika |last7=Rowland |first7=Steven J. |last8=Thompson |first8=Richard C. |last9=Galloway |first9=Tamara S. |last10=Yamashita |first10= Rei |last11=Ochi |first11=Daisuke |last12=Watanuki |first12=Yutaka |last13=Moore |first13=Charles |last14=Viet |first14=Pham Hung |last15=Tana |first15=Touch Seang |last16=Prudente |first16=Maricar |last17=Boonyatumanond |first17=Ruchaya |last18=Zakaria |first18=Mohamad P. |last19=Akkhavong |first19= Kongsap |last20=Ogata |first20=Yuko |last21=Hirai |first21=Hisashi |last22=Iwasa |first22=Satoru |last23=Mizukawa |first23=Kaoruko |last24=Hagino |first24= Yuki |last25=Imamura |first25=Ayako |last26=Saha |first26=Mahua |last27=Takada |first27=Hideshige |title=प्लास्टिक से पर्यावरण और वन्य जीवन में रसायनों का परिवहन और विमोचन|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences |date=27 July 2009 |volume=364 |issue=1526 |pages= 2027–2045 |doi=10.1098/rstb.2008.0284|pmid=19528054 |pmc=2873017 }}</ref> | अधिकांश प्लास्टिक आसानी से [[ अवक्रमण ]]नहीं होते हैं<ref name = science>{{cite journal |last1=Andrady |first1=Anthony L. |title=सिंथेटिक पॉलिमर के पर्यावरणीय जैवअवक्रमण का आकलन|journal=Journal of Macromolecular Science, Part C: Polymer Reviews |date=February 1994 |volume=34 |issue=1 |pages=25–76 |doi= 10.1080/15321799408009632}}</ref> हालाँकि वे अभी भी यूवी-प्रकाश, ऑक्सीजन, पानी और प्रदूषकों के प्रभाव के कारण पर्यावरण में गिरावट करते हैं। इस संयोजन को अक्सर बहुलक अपक्षय के रूप में सामान्यीकृत किया जाता है।<ref name=weather>{{cite journal |last1=Feldman |first1=D. |title=Polymer Weathering: Photo-Oxidation |journal=Journal of Polymers and the Environment |date=1 October 2002 |volume=10 |issue=4 |pages=163–173 |doi=10.1023/A:1021148205366|s2cid=92300829 }}</ref> अपक्षय द्वारा श्रृंखला के टूटने से प्लास्टिक की वस्तुओं का उत्सर्जन बढ़ जाता है जो अंततः उन्हें अलग करने का कारण बनता है। विखंडन तब तक जारी रहता है जब तक कि अंततः [[ microplastics |माइक्रोप्लास्टिक्स]] नहीं बन जाते। जैसे-जैसे कण आकार छोटे होते जाते हैं वैसे-वैसे उनकी संयुक्त सतह का क्षेत्रफल बढ़ता जाता है। यह प्लास्टिक से और पर्यावरण में एडिटिव्स के [[लीचिंग (रसायन विज्ञान)]] को सुगम बनाता है। प्लास्टिक से जुड़े कई विवाद वास्तव में इन एडिटिव्स से संबंधित हैं।<ref name="Additive-rev">{{cite journal |last1=Hahladakis |first1=John N. |last2=Velis |first2=Costas A. |last3=Weber |first3=Roland |last4=Iacovidou |first4=Eleni |last5=Purnell |first5=Phil |title=An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling |journal= Journal of Hazardous Materials |date=February 2018 |volume=344 |pages=179–199 |doi=10.1016/j.jhazmat.2017.10.014|pmid=29035713 |doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Teuten |first1=Emma L. |last2=Saquing |first2=Jovita M. |last3=Knappe |first3=Detlef R. 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=== फोटो-ऑक्सीकरण === | === फोटो-ऑक्सीकरण === | ||
फोटो-ऑक्सीकरण यूवी-प्रकाश और ऑक्सीजन की संयुक्त क्रिया है और प्लास्टिक के अपक्षय में सबसे महत्वपूर्ण कारक है।<ref name=weather />हालांकि कई बहुलक | फोटो-ऑक्सीकरण यूवी-प्रकाश और ऑक्सीजन की संयुक्त क्रिया है और प्लास्टिक के अपक्षय में सबसे महत्वपूर्ण कारक है।<ref name=weather />हालांकि कई बहुलक यूवी-प्रकाश को अवशोषित नहीं करते हैं लेकिन उनमें अक्सर हाइड्रोपरॉक्साइड और कार्बोनिल समूह जैसी अशुद्धियां होती हैं जो थर्मल प्रसंस्करण के दौरान प्रस्तुत की जाती हैं जो ऐसा करती हैं। ये जटिल मुक्त कण श्रंखला रिएक्शन देने के लिए फोटोइनिशियेटर के रूप में कार्य करते हैं जहां ऑटोऑक्सीडेशन और फोटोडिग्रेडेशन के तंत्र गठबंधन करते हैं। फोटो-ऑक्सीकरण को बहुलक स्थिरिकारी लाइट_स्थिरिकारी जैसे [[बाधित अमीन प्रकाश स्टेबलाइजर्स|बाधित अमीन प्रकाश स्थिरिकारी]] (एचएएलएस) द्वारा वापस रखा जा सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Wiles |first1=D.M. |last2=Carlsson |first2=D.J. |title=Photostabilisation mechanisms in polymers: A review |journal=Polymer Degradation and Stability |date=November 1980 |volume=3 |issue=1 |pages=61–72 |doi=10.1016/0141-3910(80)90008-7|s2cid=96033161 |url=https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/accepted/?id=dc80acce-af03-47c8-b44b-f6748a4915a5 }}</ref> | ||
=== हाइड्रोलिसिस === | === हाइड्रोलिसिस === | ||
ऑल-कार्बन बैकबोन वाले बहुलक | ऑल-कार्बन बैकबोन वाले बहुलक जैसे कि पॉलीओलेफ़िन प्राय: हाइड्रोलिसिस के प्रतिरोधी होते हैं। संघनन बहुलक जैसे [[पॉलिएस्टर]],<ref name="ester-hydro">{{cite journal |last1=Allen |first1=Norman S. |last2=Edge |first2=Michael |last3=Mohammadian |first3=Mehrdad |last4=Jones |first4=Ken |title=Hydrolytic degradation of poly(ethylene terephthalate): Importance of chain scission versus crystallinity |journal=[[European Polymer Journal]] |date=January 1991 |volume=27 |issue=12 |pages=1373–1378 |doi=10.1016/0014-3057(91)90237-I}}</ref>[[पॉलियामाइड]], [[ polyurethane |पॉलीयुरेथेन]] और पॉली कार्बोनेट को उनके कार्बोनिल समूहों के [[हाइड्रोलिसिस]] द्वारा कम आणविक भार अणु देने के लिए नीचा दिखाया जा सकता है। इस तरह की प्रतिक्रियाएं परिवेश के तापमान पर अत्यधिक धीमी होती हैं हालांकि वे इन सामग्रियों के लिए विशेष रूप से समुद्री वातावरण में गिरावट का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं।<ref>{{cite journal |last1=Gewert |first1=Berit |last2=Plassmann |first2=Merle M. |last3=MacLeod |first3=Matthew |title=समुद्री वातावरण में तैरने वाले प्लास्टिक पॉलिमर के क्षरण के रास्ते|journal=[[Environmental Science: Processes & Impacts]] |date=2015 |volume=17 |issue=9 |pages=1513–1521 |doi=10.1039/C5EM00207A|pmid=26216708 |doi-access=free }}</ref> कम मात्रा में पानी के अवशोषण के कारण होने वाली सूजन भी पर्यावरणीय तनाव को कम कर सकती है जो गिरावट को तेज करती है। | ||
=== घिसने वालों का ओजोनोलिसिस === | === घिसने वालों का ओजोनोलिसिस === | ||
[[Image:Ozone cracks in tube1.jpg|thumb|right|200px|alt=Photo of a natural rubber tube showing ozone cracking |[[प्राकृतिक रबर]] टयूबिंग में [[ओजोन क्रैकिंग]]]]बहुलक जो पूरी तरह से [[संतृप्त और असंतृप्त यौगिक]] नहीं हैं और [[ओजोन]] द्वारा हमले की चपेट में हैं। यह गैस वातावरण में प्राकृतिक रूप से स्थित है लेकिन वाहन निकास प्रदूषण में जारी [[नाइट्रोजन ऑक्साइड]] से भी बनती है। कई सामान्य [[इलास्टोमर]] (रबर) प्रभावित होते हैं जिनमें प्राकृतिक रबर, पॉलीब्यूटाडाइन, [[स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन]] रबर और [[नाइट्राइल ब्यूटाडाइन रबर]] गिरावट के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं। [[ओजोनोलिसिस]] प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप तत्काल श्रृंखला विखंडन होता है। तनाव के तहत उत्पादों में ओजोन दरारें हमेशा तनाव अक्ष के समकोण पर उन्मुख होती हैं इसलिए परिधि के चारों ओर एक रबर ट्यूब झुकती है। इस तरह की दरारें खतरनाक होती हैं जब वे ईंधन पाइप में होती हैं क्योंकि दरारें बाहरी उजागर सतहों से पाइप के बोर में बढ़ती हैं और ईंधन रिसाव और आग लग सकती है। [[एन्टीज़ोनेंट]] मिला कर ओजोन क्रैकिंग की समस्या को रोका जा सकता है। | |||
[[Image:Ozone cracks in tube1.jpg|thumb|right|200px|alt=Photo of a natural rubber tube showing ozone cracking |[[प्राकृतिक रबर]] टयूबिंग में [[ओजोन क्रैकिंग]]]]बहुलक | |||
=== जैविक गिरावट === | === जैविक गिरावट === | ||
{{main|Synthetic biodegradable polymer|Biodegradable plastic|Biodegradable polymer|Plastic degradation by marine bacteria}} | {{main|Synthetic biodegradable polymer|Biodegradable plastic|Biodegradable polymer|Plastic degradation by marine bacteria}} | ||
बायोडिग्रेडेशन की प्रमुख अपील यह है कि | बायोडिग्रेडेशन की प्रमुख अपील यह है कि सिद्धांत रूप में जटिल अपशिष्ट प्रबंधन की आवश्यकता के बिना पर्यावरण में बहुलक का पूरी तरह से उपभोग किया जाएगा और इसके उत्पाद गैर-विषैले होंगे। | ||
अधिकांश [[कमोडिटी प्लास्टिक]] बहुत धीरे-धीरे बायोडिग्रेडेबल होते हैं, कभी-कभी इस हद तक कि उन्हें गैर-बायोडिग्रेडेबल माना जाता है।<ref name="science" /><ref>{{cite journal |last1=Ahmed |first1=Temoor |last2=Shahid |first2=Muhammad |last3=Azeem |first3=Farrukh |last4=Rasul |first4=Ijaz |last5=Shah |first5=Asad Ali |last6=Noman |first6=Muhammad |last7=Hameed |first7=Amir |last8=Manzoor |first8=Natasha |last9=Manzoor |first9=Irfan |last10=Muhammad |first10=Sher |title= Biodegradation of plastics: current scenario and future prospects for environmental safety |journal=Environmental Science and Pollution Research |date=March 2018 |volume=25 |issue=8 |pages=7287–7298 |doi=10.1007/s11356-018-1234-9|pmid=29332271 |s2cid=3962436 }}</ref> जैसा कि बहुलक प्राय: रोगाणुओं द्वारा अवशोषित करने के लिए बहुत बड़े होते हैं और बायोडिग्रेडेशन शुरू में बहुलक को प्रबंधनीय श्रृंखला-लंबाई तक कम करने के लिए स्रावित बाह्य एंजाइमों पर निर्भर करता है। इसके लिए बहुलक नंगे [[कार्यात्मक समूह]] की आवश्यकता होती है जैसे [[एस्टर]] या एमाइड समूह। पॉलीओलेफ़िन, पॉलीस्टाइरीन और पीवीसी जैसे ऑल-कार्बन बैकबोन वाले लॉन्ग-श्रंखला बहुलक अकेले जैविक क्रिया से ख़राब नहीं होंगे<ref>{{cite journal |last1=Danso |first1=Dominik |last2=Chow |first2=Jennifer |last3=Streit |first3=Wolfgang R. |title=Plastics: Environmental and Biotechnological Perspectives on Microbial Degradation |journal=[[Applied and Environmental Microbiology]] |date=19 July 2019 |volume= 85 |issue=19 |pages=e01095–19, /aem/85/19/AEM.01095–19.atom |doi=10.1128/AEM.01095-19|pmid=31324632 |pmc=6752018 |bibcode=2019ApEnM..85E1095D }}</ref>और एंजाइमों पर हमला करने वाले रासायनिक समूहों को बनाने के लिए पहले ऑक्सीकरण होना चाहिए।<ref>{{cite journal |last1=Tokiwa |first1=Yutaka |last2=Calabia |first2=Buenaventurada |last3=Ugwu |first3= Charles |last4=Aiba |first4=Seiichi |title=प्लास्टिक की बायोडिग्रेडेबिलिटी|journal=[[International Journal of Molecular Sciences]] |date=26 August 2009 |volume=10 |issue=9 |pages=3722–3742 |doi=10.3390/ijms10093722|pmid=19865515 |pmc=2769161 |doi-access=free }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Krueger |first1=Martin C. |last2=Harms |first2= Hauke |last3=Schlosser |first3=Dietmar |title=प्लास्टिक के साथ पर्यावरण प्रदूषण के सूक्ष्मजीवविज्ञानी समाधान की संभावनाएँ|journal=[[Applied Microbiology and Biotechnology]] |date=November 2015 |volume=99 |issue=21 |pages=8857–8874 |doi=10.1007/s00253-015-6879-4|pmid=26318446 |s2cid=8797245 }}</ref> | |||
== | ऑक्सीकरण पिघल-प्रसंस्करण या वातावरण में अपक्षय के कारण हो सकता है। बायोडिग्रेडेबल एडिटिव्स के अतिरिक्त ऑक्सीकरण को जानबूझकर तेज किया जा सकता है। अन्यथा बहुत प्रतिरोधी प्लास्टिक के बायोडिग्रेडेशन में सुधार करने के लिए इन्हें कंपाउंडिंग के दौरान बहुलक में जोड़ा जाता है। इसी तरह [[बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक]] को | ||