पॉलिमर क्षरण
बहुलक क्षरण एक बहुलक के भौतिक गुणों में कमी है जैसे कि इसकी रासायनिक संरचना में परिवर्तन के कारण बहुलक और विशेष रूप से प्लास्टिक उनके उत्पाद जीवन चक्र के सभी चरणों में क्षरण के अधीन हैं जिसमें उनके प्रारंभिक प्रसंस्करण, उपयोग, पर्यावरण में निपटान और पुनर्चक्रण सम्मिलित हैं।[1] इस क्षरण की दर में काफी भिन्नता है जैव अवक्रमण में दशकों लग सकते हैं जबकि कुछ औद्योगिक प्रक्रियाएं एक बहुलक को घंटों में पूरी तरह से विघटित कर सकती हैं।
प्रौद्योगिकियां क्षरण को रोकने या बढ़ावा देने के लिए विकसित की गई हैं। उदाहरण के लिए 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 जैविकजैविक क्षरण एडिटिव्स इसकी जैविकडिग्रेडेबिलिटी में सुधार करके प्लास्टिक कचरे के क्षरण को तेज करते हैं। प्लास्टिक पुनर्चक्रण के कुछ रूपों में एक बहुलक का मोनोमर्स या अन्य रसायनों में वापस पूर्ण क्षरण 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 की डिग्री में कमी आती है। ये परिवर्तन भौतिक गुणो जैसे शक्ति, आघातवर्धनीयता, पिघल प्रवाह सूचकांक, दिखावट और रंग को प्रभावित करते हैं। गुणों में परिवर्तन को अक्सर "एजिंग" कहा जाता है।
PP: polypropylene , PE: POLYETHYLENE, PVC: पॉलीविनाइल क्लोराइड, PS: polystyrene, पीईटी: पॉलीथीन टैरीपिथालेट
संवेदनशीलता
प्लास्टिक विशाल विविधता में स्थित हैं हालांकि कई प्रकार के वस्तु बहुलक वैश्विक उत्पादन पर हावी हैं: पॉलीइथाइलीन (पीई), पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी), पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी), पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी, पीईटीई), पॉलीस्टाइनिन (पीएस), पॉली पॉलीकार्बोनेट (पीसी), और पॉली (पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट)) (पीएमएमए)। इन सामग्रियों का क्षरण प्राथमिक महत्व का है क्योंकि वे अधिकांश प्लास्टिक कचरे के लिए जिम्मेदार हैं।
ये प्लास्टिक सभी थर्माप्लास्टिक हैं और समतुल्य थर्मोसेट्स की तुलना में क्षरण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं क्योंकि ये अधिक अच्छी तरह से क्रॉस से जुड़े होते हैं। बहुमत (पीपी, पीई, पीवीसी, पीएस और पीएमएमए) ऑल-कार्बन बैकबोन वाले अतिरिक्त बहुलक हैं जो अधिकांश प्रकार के क्षरण के लिए अधिक प्रतिरोधी हैं। पीईटी और पीसी संघनन बहुलक हैं जिनमें कार्बोनिल समूह होते हैं जो जलीय विश्लेषण और यूवी-प्रकाश के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।
प्रसंस्करण के दौरान क्षरण
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।[2]बहुलक इन परिस्थितियों में ऑक्सीकरण करेंगे लेकिन हवा की अनुपस्थिति में भी ये तापमान कुछ सामग्रियों में ऊष्मीय क्षरण का कारण बनने के लिए पर्याप्त हैं। पिघला हुआ बहुलक भी बाहर निकालने के दौरान महत्वपूर्ण कतरनी तनाव का अनुभव करता है और मोल्डिंग जो बहुलक श्रृंखलाओं को तोड़ने के लिए पर्याप्त है। क्षरण 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 क्षरण के लिए दीक्षा स्थल बन जाते हैं।
बहुलक अक्सर पिघल-प्रसंस्करण के एक से अधिक दौर के अधीन होते हैं जो संचयी रूप से क्षरण 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 और ट्रेस नमी को हटाने के लिए ओवन में पहले से सुखाया जाता है। साधारण री-मेल्टिंग (यांत्रिक पुनर्चक्रण) द्वारा पुनर्नवीनीकरण किया जाने वाला प्लास्टिक प्राय: ताजी सामग्री की तुलना में अधिक क्षरण प्रदर्शित करेगा और इसके परिणामस्वरूप खराब गुण हो सकते हैं।[3]
ऊष्मीय ऑक्सीकरण
हालांकि प्रसंस्करण उपकरण के अंदर ऑक्सीजन का स्तर प्राय: कम होता है इसे पूरी तरह से बाहर नहीं किया जा सकता है और ऊष्मीय-ऑक्सीकरण प्राय: क्षरण की तुलना में अधिक आसानी से होता है जो विशेष रूप से ऊष्मीय (यानी हवा के बिना) होता है।[4] 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।
ऊष्मीय क्षरण
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 क्षरण के साथ पीवीसी सबसे ऊष्मीय रूप से संवेदनशील सामान्य बहुलक है अन्य बहुलक उच्च तापमान पर ख़राब हो जाते हैं।[5]
थर्मो-मैकेनिकल क्षरण
पिघला हुआ बहुलक उच्च चिपचिपाहट वाले गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ हैं और उनके ऊष्मीय और यांत्रिक क्षरण के बीच की बातचीत जटिल हो सकती है। कम तापमान पर बहुलक-पिघल अधिक चिपचिपा होता है और कतरनी तनाव के माध्यम से यांत्रिक क्षरण के लिए अधिक प्रवण होता है। उच्च तापमान पर चिपचिपाहट कम हो जाती है लेकिन ऊष्मीय क्षरण बढ़ जाती है। उच्च बिंदुओं पर घर्षण भी स्थानीय ताप का कारण बन सकता है जिससे अतिरिक्त तापीय क्षरण हो सकती है।
स्नेहक के अतिरिक्त यांत्रिक क्षरण 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।
सेवाकालीन क्षरण
अधिकांश प्लास्टिक वस्तु जैसे पैकेजिंग सामग्री कुछ समय के लिए और केवल एक बार उपयोग किए जाते हैं। ये कभी अपने सेवा-जीवन के दौरान बहुलक क्षरण का अनुभव करते हैं। अन्य वस्तुएं प्राकृतिक वातावरण से केवल क्रमिक क्षरण 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 आक्रमण 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 क्षरण के अन्य साधन स्थित हैं।
यांत्रिक गुणों का सेवाकालीन क्षरण एक महत्वपूर्ण पहलू है जो इन सामग्रियों के अनुप्रयोगों को सीमित करता है। सेवाकालीन क्षरण 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। [6]
क्लोरीन से प्रेरित क्रैकिंग
रोगाणुओं को मारने के लिए क्लोरीनयुक्त पेयजल में क्लोरीन के ट्रेस स्तर हो सकते हैं। विश्व स्वास्थ्य संगठन 5 भागों प्रति मिलियन की ऊपरी सीमा की अनुशंसा करता है।[7]
हालांकि कम 5 पीपीएम धीरे-धीरे कुछ प्रकार के प्लास्टिक पर हमला करने के लिए पर्याप्त है खासकर जब पानी गर्म होता है क्योंकि यह धोने के लिए होता है। पॉलीइथाइलीन, पॉलीब्यूटिलीन और एसिटल रेजिन (पॉलीऑक्सिमिथिलीन) पाइपवर्क और फिटिंग सभी संवेदनशील हैं। आक्रमण से पाइपवर्क सख्त हो जाता है जो इसे भंगुर और यांत्रिक असफलता के लिए अतिसंवेदनशील बना सकता है ।
इलेक्ट्रॉनिक्स
प्लास्टिक का व्यापक रूप से विद्युत के सामान जैसे सर्किट बोर्ड और विद्युत के केबल के निर्माण में उपयोग किया जाता है। ये अनुप्रयोग कठोर हो सकते हैं प्लास्टिक को ऊष्मीय, रासायनिक और विद्युत रासायनिक आक्रमण 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 ऊष्मीय ऑक्सीकरण होता है। इसे धातुओं के साथ सीधे संपर्क से बढ़ाया जा सकता है जो फ्री-कण के गठन को बढ़ावा दे सकता है उदाहरण के लिए हाइड्रोपरॉक्साइड्स पर फेंटन प्रतिक्रियाओं की कार्रवाई से।[8] 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।[9][10]
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।[11][12] 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 क्षरण के तंत्र में हाइड्रॉक्साइड आयनों की विद्युत रासायनिक पीढ़ी सम्मिलित होती है जो तब एमाइड बांडों को तोड़ती है।
पर्यावरण में क्षरण
अधिकांश प्लास्टिक आसानी से अवक्रमण नहीं होते हैं[13] हालाँकि वे अभी भी यूवी-प्रकाश, ऑक्सीजन, पानी और प्रदूषकों के प्रभाव के कारण पर्यावरण में क्षरण करते हैं। इस संयोजन को अक्सर बहुलक अपक्षय के रूप में सामान्यीकृत किया जाता है।[14] 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 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 मतभेद वास्तव में इन एडिटिव्स से संबंधित हैं।[15][16]
फोटो-ऑक्सीकरण
फोटो-ऑक्सीकरण यूवी-प्रकाश और ऑक्सीजन की संयुक्त क्रिया है और प्लास्टिक के अपक्षय में सबसे महत्वपूर्ण कारक है।[14]हालांकि कई बहुलक यूवी-प्रकाश को अवशोषित नहीं करते हैं लेकिन उनमें अक्सर हाइड्रोपरॉक्साइड और कार्बोनिल समूह जैसी अशुद्धियां होती हैं जो ऊष्मीय प्रसंस्करण के दौरान प्रस्तुत की जाती हैं जो ऐसा करती हैं। ये जटिल मुक्त कण श्रंखला प्रतिक्रिया देने के लिए फोटो-ऑक्सीकरण के रूप में कार्य करते हैं जहां ऑटोऑक्सीडेशन और फोटो क्षरण के तंत्र गठबंधन करते हैं। फोटो-ऑक्सीकरण को बहुलक स्थिरिकारी लाइट_स्थिरिकारी जैसे बाधित अमीन प्रकाश स्थिरिकारी (एचएएलएस) द्वारा वापस रखा जा सकता है।[17]
हाइड्रोलिसिस
ऑल-कार्बन बैकबोन वाले बहुलक जैसे कि पॉलीओलेफ़िन प्राय: हाइड्रोलिसिस के प्रतिरोधी होते हैं। संघनन बहुलक जैसे पॉलिएस्टर,[18]पॉलियामाइड, 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 क्षरण का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं।[19] कम मात्रा में पानी के अवशोषण के कारण होने वाली सूजन भी पर्यावरणीय तनाव को कम कर सकती है जो क्षरण को तेज करती है।
घिसने वालों का ओजोनोलिसिस
बहुलक जो पूरी तरह से संतृप्त और असंतृप्त यौगिक नहीं हैं और ओजोन द्वारा आक्रमण 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 क्षरण 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।
जैविक क्षरण
जैविक क्षरण 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 जैविक क्षरण होते हैं कभी-कभी इस हद तक कि उन्हें गैर-जैविक क्षरण माना जाता है।[13][20] जैसा कि बहुलक प्राय: रोगाणुओं द्वारा अवशोषित करने के लिए बहुत बड़े होते हैं और जैविकक्षरण शुरू में बहुलक को प्रबंधनीय श्रृंखला-लंबाई तक कम करने के लिए स्रावित बाह्य एंजाइमों पर निर्भर करता है। इसके लिए बहुलक 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[21]और एंजाइमों पर हमला करने वाले रासायनिक समूहों को बनाने के लिए पहले ऑक्सीकरण होना चाहिए।[22][23]
ऑक्सीकरण पिघल-प्रसंस्करण या वातावरण में अपक्षय के कारण हो सकता है। जैविक क्षरण एडिटिव्स के अतिरिक्त ऑक्सीकरण को जानबूझकर तेज किया जा सकता है। अन्यथा बहुत प्रतिरोधी प्लास्टिक के जैविक क्षरण में सुधार करने के लिए इन्हें कंपाउंडिंग के दौरान बहुलक में जोड़ा जाता है। इसी तरह जैविक क्षरण प्लास्टिक को बनाया गया है जो आंतरिक रूप से जैविक क्षरण हैं और उन्हें खाद की तरह व्यवहार किया जाए और न केवल एक लैंडफिल साइट में छोड़ दिया जाए जहां ऑक्सीजन और नमी के कारण क्षरण बहुत मुश्किल हो जाती है।[24]
पुनर्चक्रण के दौरान क्षरण
प्लास्टिक के पुनर्चक्रण का कार्य इसकी बहुलक श्रृंखलाओं को ख़राब करता है प्राय: प्रारंभिक प्रसंस्करण के दौरान देखी गई ऊष्मीय क्षति के परिणामस्वरूप। कुछ स्थिति में यह जानबूझकर और पूरी तरह से प्लास्टिक को वापस अपने शुरुआती मोनोमर्स में डीपॉलीमराइज़ करके एक लाभ में बदल जाता है जिसका उपयोग ताज़ा अन-डिग्रेडेड प्लास्टिक उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। सिद्धांत रूप में यह रासायनिक (या फीडस्टॉक) अनंत पुनर्चक्रण प्रदान करता है लेकिन यह अधिक महंगा भी है और इसकी ऊर्जा लागत के कारण उच्च कार्बन पदचिह्न हो सकता है।[3] यांत्रिक पुनर्चक्रण जहां प्लास्टिक को आसानी से पिघलाया और सुधारा जाता है अधिक सामान्य है हालांकि इसका परिणाम प्राय: निम्न-गुणवत्ता वाला उत्पाद होता है। वैकल्पिक रूप से प्लास्टिक को अपशिष्ट-से-ऊर्जा प्रक्रिया में ईंधन के रूप में जलाया जा सकता है।[25][26]
रीमेल्टिंग
पॉलीओलेफ़िन जैसे थर्माप्लास्टिक बहुलक को फिर से पिघलाया जा सकता है और नई वस्तुओं में सुधार किया जा सकता है। इस दृष्टिकोण को यांत्रिक पुनर्चक्रण के रूप में संदर्भित किया जाता है और यह प्राय: पुनर्प्राप्ति का सबसे सरल रूप है।[3] पोस्ट-उपभोक्ता प्लास्टिक प्राय: पहले से ही क्षरण की डिग्री होगी। मेल्ट- प्रसंस्करण का एक दौर इसे और बढ़ा देगा जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक रूप से पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक में प्राय: कुंवारी प्लास्टिक की तुलना में खराब यांत्रिक गुण होंगे।[27] हाइड्रोपरॉक्साइड्स की उच्च सांद्रता विभिन्न प्रकार के प्लास्टिक के बीच क्रॉस-संदूषण और प्लास्टिक के भीतर स्थित एडिटिव्स द्वारा क्षरण को बढ़ाया जा सकता है। प्लास्टिक के जैविक क्षरण को बढ़ाने के लिए विकसित की गई प्रौद्योगिकियां इसके पुनर्चक्रण के साथ संघर्ष कर सकती हैं जिसमें ऑक्सो-जैव एडिटिव्स होते हैं जिसमें आयरन, मैग्नीशियम, निकल और कोबाल्ट के धातु के लवण होते हैं जिससे ऊष्मीय क्षरण की दर बढ़ जाती है।[28][29] प्रश्न में बहुलक के आधार पर उत्पाद की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए कुंवारी सामग्री की मात्रा को जोड़ा जा सकता है।[30]
ऊष्मीय विबहुलीकरण और पायरोलिसिस
जैसे ही बहुलक अपने छत के तापमान तक पहुंचते हैं ऊष्मीय क्षरण पूर्ण अपघटन का रास्ता देता है। कुछ बहुलक जैसे पीटीएफई, पॉलीस्टाइनिन और पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट[31] अपने शुरुआती मोनोमर्स देने के लिए विबहुलीकरण से गुजरते है जबकि अन्य जैसे पॉलीइथाइलीन पायरोलिसिस से गुजरते हैं, यादृच्छिक श्रृंखला विखंडन के साथ वाष्पशील उत्पादों का मिश्रण होता है। जहां मोनोमर्स प्राप्त किए जाते हैं उन्हें वापस नए प्लास्टिक (रासायनिक या फीडस्टॉक पुनर्चक्रण) में परिवर्तित किया जा सकता है।[32][33][34] जबकि पायरोलिसिस उत्पादों का उपयोग एक प्रकार के सिंथेटिक ईंधन (ऊर्जा पुनर्चक्रण) के रूप में किया जाता है।[35] व्यवहार में मोनोमर्स के लिए भी बहुत ही कुशल विबहुलीकरण कुछ प्रतिस्पर्धी पाइरोलिसिस देखने को मिलता है। उदाहरण के लिए टायर पुनर्चक्रण में थर्मोसेट बहुलक को भी इस तरह परिवर्तित किया जा सकता है।
रासायनिक विबहुलीकरण
एस्टर और एमाइड्स जैसे विदलनशील समूहों को छोड़कर वाष्पीकरण बहुलक भी हाइड्रोलिसिस या सॉल्वोलिसिस द्वारा पूरी तरह से विबहुलीकरण किए जा सकते हैं। यह वास्तविक रूप से रासायनिक प्रक्रिया हो सकती है लेकिन एंजाइम द्वारा भी इसे बढ़ावा दिया जा सकता है।[36] ऐसी प्रौद्योगिकियां ऊष्मीय विबहुलीकरण की तुलना में कम विकसित हैं लेकिन कम ऊर्जा लागत की संभावना है। इस प्रकार अब तक पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट सबसे अधिक अध्ययन किया जाने वाला बहुलक रहा है।[37] वैकल्पिक रूप से अपशिष्ट प्लास्टिक को सूक्ष्मजीव क्रिया द्वारा अन्य मूल्यवान रसायनों (जरूरी नहीं कि मोनोमर्स) में परिवर्तित किया जा सकता है।[38][39]
स्थिरिकारी
हिंडर्ड एमाइन लाइट स्थिरिकारी (एचएएलएस) बहुलक मैट्रिक्स के फोटो-ऑक्सीकरण द्वारा उत्पादित मुक्त कण को साफ करके अपक्षय के विपरीत स्थिर करते हैं। प्लास्टिक में यूवी-अवशोषक पराबैंगनी प्रकाश को अवशोषित करके और इसे गर्मी में परिवर्तित करके अपक्षय के विपरीत स्थिर हो जाते हैं। प्रतिउपचायक सूर्य के प्रकाश से यूवी प्रकाश के अवशोषण के कारण श्रंखला प्रतिक्रिया को समाप्त करके बहुलक को स्थिर करते हैं। फोटो-ऑक्सीकरण द्वारा शुरू की गई श्रृंखला प्रतिक्रिया बहुलक केपार लिंक को समाप्त करती है और बहुलक की संपत्ति का क्षरण करती है। प्रतिउपचायक का उपयोग ऊष्मीय क्षरण से बचाने के लिए किया जाता है।
जांच
अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कर किसी उत्पाद में गंभीर दरारें दिखाई देने से पहले क्षरण का पता लगाया जा सकता है।[40] विशेष रूप से फोटो-ऑक्सीकरण द्वारा गठित पेरोक्सी-प्रजाति और कार्बोनिल समूह में विशिष्ट अवशोषण बैंड होते हैं।
यह भी देखें
- एप्लाइड स्पेक्ट्रोस्कोपी
- [[फोरेंसिक बहुलक इंजीनियरिंग]]
- पर्यावरण तनाव फ्रैक्चर
- बहुलक इंजीनियरिंग
- बहुलक का मौसम परीक्षण
ग्रन्थसूची
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