बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म प्रौद्योगिकी में समस्याओं और अनुप्रयोगों का विश्लेषण

प्लास्टिक फिल्म कृषि उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण सामग्री सामग्री में से एक है।और प्लास्टिक फिल्म को कवर करने की तकनीक के अनुप्रयोग ने चीन में कृषि उत्पादकता में महत्वपूर्ण सुधार और उत्पादन विधियों में बदलाव किया हैवर्ष 2014 में चीन में इस्तेमाल की जाने वाली प्लास्टिक फिल्म की कुल मात्रा 1.441 मिलियन टन तक पहुंच गई, जो 2000 हेक्टेयर से अधिक क्षेत्र को कवर करती है।आवेदन क्षेत्र उत्तर में शुष्क और अर्ध शुष्क क्षेत्रों से दक्षिण में उच्च पहाड़ों और ठंडे क्षेत्रों में विस्तारित हुए हैं, और कवर की जाने वाली फसलों के प्रकार भी आर्थिक फसलों से बड़े पैमाने पर अनाज फसलों तक विस्तारित हो गए हैं।रोग और कीट रोकथाम, और खरपतवारों के उन्मूलन ने फसल की पैदावार में 20% से 50% की वृद्धि की है, जिससे चीन की खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण योगदान मिला है।प्लास्टिक की फिल्म को कवर करने के व्यापक अनुप्रयोग ने भी कई समस्याओं को जन्म दिया है।, जैसे कि खराब तकनीक और रीसाइक्लिंग, और अवशिष्ट प्लास्टिक फिल्म के कारण "सफेद प्रदूषण"।बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म का अनुसंधान एवं विकास प्लास्टिक उद्योग और कृषि के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण रणनीतिक दिशा बन गया है।.
 
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म की अवधारणा और मुख्य घटक
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म एक प्रकार की प्लास्टिक फिल्म को संदर्भित करती है जो प्राकृतिक वातावरण में सूक्ष्मजीवों द्वारा अपघटित होती है। The Japan Biodegradable Plastics Research Technology Committee defines it as "high molecular weight compounds and their blends that can be decomposed into low molecular weight compounds that do not have adverse effects on the environment through microbial action in nature"मुख्य कच्चे माल के अनुसार, इसे प्राकृतिक बायोमास से बने बायोडिग्रेडेबल फिल्मों और पेट्रोलियम आधारित सामग्री से बने बायोडिग्रेडेबल फिल्मों में विभाजित किया जा सकता है।,सेल्युलोज, चिटिन आदि को संशोधित किया जाता है और फिर बायोडिग्रेडेबल फिल्म उत्पादन सामग्री में संश्लेषित किया जाता है। Starch as the main raw material for plastic film can be divided into starch added incomplete biodegradable plastic film and fully biodegradable plastic film with starch as the main raw material according to the degradation mechanism and damage formयोज्य प्रकार की जैवविघटनीय फिल्म जैवविघटनीय गुणों वाले प्राकृतिक या सिंथेटिक पॉलिमरों को पीई प्लास्टिक में मिलाकर और फिर इसे संगत करने वाले, एंटीऑक्सिडेंट,और प्रसंस्करण सहायकयह पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल फिल्म नहीं है। स्टार्च से निर्मित पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल फिल्म मुख्य रूप से लैक्टिक एसिड बनाने के लिए किण्वित की जाती है, जिसे फिर पॉलीलैक्टिक एसिड में संश्लेषित किया जाता है।फिल्म मुख्य रूप से पॉलीमेलेक्टिक एसिड से बनाई जाती हैप्राकृतिक बायोमास का एक अन्य महत्वपूर्ण प्रकार फाइबर है, जिसका उपयोग सेल्युलोज को एसिड, एल्डेहाइड और केटोन में एथेरिफिकेशन, एस्टेरिफिकेशन और ऑक्सीकरण द्वारा प्लास्टिक फिल्म बनाने के लिए किया जा सकता है।यह पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म से संबंधित हैपेट्रोलियम आधारित बायोडिग्रेडेबल फिल्म उत्पादन के मुख्य घटक डायएसिड डायोल कोपोलिस्टर (पीबीएस, पीबीएटी, आदि), पॉलीहाइड्रोक्सियलकैनोएट्स (पीएचए), पॉलीकैप्रोलैक्टोन (पीसीएल), पॉलीहाइड्रोक्सीब्यूटीरेट (पीएचबी),कार्बन डाइऑक्साइड कोपोलिमर पॉलीप्रोपाइलीन कार्बोनेट (पीपीसी)ये उच्च आणविक भार वाले पदार्थ प्रकृति में सूक्ष्मजीवों द्वारा जल्दी विघटित और उपयोग किए जा सकते हैं, और अंतिम अपघटन उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं।
 
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म के अनुसंधान और अनुप्रयोग बायोडिग्रेडेबल फिल्म के विकास के प्रारंभिक चरणों में,स्टार्च जोड़ा जैव अपघट्य फिल्म हमेशा अनुसंधान और विकास का ध्यान केंद्रित किया गया हैप्रारंभ में 6%~20% स्टार्च और पॉलीमर ओलेफिन मिश्रण द्वारा फिल्म तैयार करने से, यह धीरे-धीरे 50% स्टार्च और हाइड्रोफिलिक पॉलीमर मिश्रण द्वारा फिल्म तैयार करने के लिए विकसित हुआ। वर्तमान में,स्टार्च को बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक बनाने के लिए संशोधित किया जाता हैइस प्रकार की प्लास्टिक फिल्म में सरल प्रक्रिया और कम लागत के फायदे हैं।अधिकांश घरेलू अनुसंधान एवं विकास इकाइयां एडिटिव स्टार्च प्लास्टिक का उत्पादन करती हैंउनके उत्पादों में स्टार्च की मात्रा 10% से 30% तक होती है।
 
1980 के दशक की शुरुआत में, यूके ने β-हाइड्रॉक्सीब्यूटीरेट (PHB) को निकालने और शुद्ध करने के लिए एक विधि की खोज की और इसे पतली फिल्मों में बनाया, जिससे सबसे पहले अपघटित फिल्मों का उत्पादन हुआ।पीएचबी में खराब प्रभाव शक्ति और घुलनशीलता प्रतिरोध था1980 के दशक में चीन में पॉलीहाइड्रॉक्सियलकैनोट्स (PHA) पर शोध शुरू हुआ।शंघाई संस्थान ऑफ ऑर्गेनिक केमिस्ट्री और तियानजिन विश्वविद्यालय ने रासायनिक तरीकों का उपयोग करके पीएचबी कोपोलिमर के संश्लेषण की खोज की, और कुछ लोगों ने पीएचबीवी का उत्पादन करने के लिए पौधों की पत्तियों या जड़ों का उपयोग करना शुरू कर दिया। पीएचबीवी की भंगुरता, उच्च लागत और उच्च कीमत जैसे अंतर्निहित दोषों के कारण, प्लास्टिक फिल्म के रूप में इसका अनुप्रयोग सीमित है।बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्मों के उत्पादन के लिए वर्तमान में विकसित सामग्री में मुख्य रूप से लैक्टिक एसिड में किण्वित स्टार्च शामिल है, जो फिर पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) बनाने के लिए पॉलीमराइज किया जाता है; पॉलीबुटानैडियोल सक्सिनेट (पीबीएस) को सॉक्सिनिक एसिड और बुटानैडियोल के पॉलीमराइजशन से बनाया जाता है;कार्बन डाइऑक्साइड और एपिक्लोरोहाइड्रिन के कोपोलिमेराइजेशन से प्राप्त पॉली (प्रोपीलीन कार्बोनेट) (पीपीसी), और पॉली (कैप्रोलैक्टोन) (पीसीएल) उत्प्रेरक की क्रिया के तहत β-कैप्रोलैक्टोन के अंगूठी खोलने वाले बहुलकरण से उत्पन्न होता है।
 
प्राकृतिक फाइबरों को कच्चे माल के रूप में उपयोग करते हुए जैवविघटनीय फिल्मों का उत्पादन हमेशा से ही अनुसंधान के लिए एक प्रमुख विषय रहा है।यद्यपि इस प्रकार की फिल्म गर्म करने और नमी को बनाए रखने के कार्यों के मामले में साधारण पीई फिल्म के समान अच्छी नहीं है, इसमें अच्छी पारगम्यता और सांस लेने की क्षमता है, और रंग बदलकर खरपतवारों को प्रभावी ढंग से दबा सकता है।कई घरेलू इकाइयों ने घास फाइबर मलचिंग फिल्म और कागज आधारित मलचिंग फिल्म का शोध और अनुप्रयोग किया है, जैसे कि चीन इंटरनेशनल एसोसिएशन फॉर द प्रमोशन ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी द्वारा सीएक्सडब्ल्यू-1 घास फाइबर एग्रीकल्चर मलचिंग फिल्म का विकास;हुबेई झिचेंग फर्स्ट पेपर मिल और शिनजियांग होटन एग्रीकल्चरल साइंस सेंटर ने पेपर मलचिंग फिल्म विकसित की हैंचीनी कृषि विज्ञान अकादमी के हेम्प रिसर्च इंस्टीट्यूट ने हेम्प फाइबर का उपयोग करके हेम्प फिल्म विकसित की है।जिसका व्यापक रूप से चावल के रोपाई और दक्षिणी सब्जियों के रोपण में उपयोग किया गया है.
 
यूरोप और जापान दुनिया भर में जैव-विघटनीय सामग्री, प्रौद्योगिकियों और जैव-विघटनीय फिल्मों के अनुसंधान, विकास और अनुप्रयोग में सबसे उन्नत देश और क्षेत्र हैं।जैवविघटनीय सामग्री और प्रसंस्करण तकनीकों के विकास के साथ, जैवविघटनीय फिल्म का उपयोग तेजी से व्यापक हो रहा है, मुख्य रूप से बागवानी और सब्जी उत्पादन में उपयोग किया जाता है। वर्तमान में,जापान और यूरोप में बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म का बाजार हिस्सा लगातार बढ़ रहा हैउदाहरण के लिए, कुछ क्षेत्रों में आवेदन दरें और भी अधिक हैं।जापान के शिकोकू क्षेत्र में सब्जियों की खेती में जैव-विघटनीय प्लास्टिक फिल्म का अनुपात 20% से अधिक हो गया है।2010 से, large foreign companies engaged in the research and production of biodegradable film materials have begun to cooperate with relevant scientific research and agricultural technology promotion departments in Chinaउन्होंने उत्तर-पश्चिम में शिनजियांग, दक्षिण-पश्चिम में युन्नान में कपास, मक्का, तंबाकू, आलू और सब्जियों जैसी प्रमुख फसलों पर प्रयोग और प्रदर्शन किया है।उत्तर में बीजिंग और हेबेई, और उत्तर-पश्चिम में गांसू और इनर मंगोलिया, जो 10 से अधिक फसलों और 1333.3 हेक्टेयर से अधिक के क्षेत्र को कवर करते हैं।
 
हाल के वर्षों में चीन ने बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्मों के अनुसंधान और अनुप्रयोग में महत्वपूर्ण प्रगति की है।विशेष रूप से डायएसिड डायोल कोपोलिस्टर के लिए संश्लेषण प्रौद्योगिकी और उपकरण के सुधार के माध्यम से, और पीएलए संश्लेषण में प्रमुख उत्प्रेरक प्रौद्योगिकी में सफलता,जिनसे स्वतंत्र बौद्धिक संपदा अधिकारों के साथ जैव-विघटनीय प्लास्टिक के उत्पादन के लिए मुख्य प्रौद्योगिकियां और प्रक्रियाएं बनाई गई हैंइस आधार पर बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म के उत्पादन सूत्र और प्रक्रिया में और सुधार और पूर्णता लाई गई है।और 10000 टन बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म की उत्पादन क्षमता बनाई गई है।स्थानीय क्षेत्रों और विशिष्ट फसलों में प्रयोगात्मक प्रदर्शन किए गए हैं।
 
3 जैवविघटनीय प्लास्टिक फिल्म की समस्याएं और चुनौतियां
 
3.1 उत्पाद की तन्यता शक्ति में और सुधार की आवश्यकता है
 
बायोडिग्रेडेबल फिल्म की यांत्रिक ताकत बड़े पैमाने पर संचालन के लिए अपर्याप्त है, जो बायोडिग्रेडेबल फिल्म के बड़े पैमाने पर आवेदन के लिए सीमित कारकों में से एक है।आधारभूत सामग्रियों की अंतर्निहित विशेषताओं के कारण, अधिकांश जैवविघटनीय प्लास्टिक फिल्मों की तन्य शक्ति अपर्याप्त है,कुछ कृषि क्षेत्रों में यांत्रिक फिल्म को कवर करने के कार्यों को निष्पादित करना असंभव बनाते हुए जहां यांत्रिक कार्य प्रमुख हैंयह समस्या विशेष रूप से शिनजियांग में प्रमुख है।
 
केवल प्लास्टिक फिल्म के सूत्र में सुधार और परिष्करण करके, इसकी तन्यता शक्ति को बढ़ाकर और कृषि मशीनरी संचालन की आवश्यकताओं को पूरा करके,जैव अपघट्य प्लास्टिक फिल्म के बड़े पैमाने पर आवेदन के लिए परिस्थितियां बनाई जा सकती हैं.
 
3.2 क्षरण नियंत्रण और फसल मांग में अंतर
प्लास्टिक की फिल्म को कवर करने के कई कार्य हैं, जिनमें तापमान और नमी को बढ़ाने के साथ-साथ खरपतवारों को रोकने पर ध्यान केंद्रित किया गया है।कवर समय सुनिश्चित करना आवश्यक है, अन्यथा यह प्लास्टिक फिल्म कवर के लिए फसलों की कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है।अधिकांश जैव-विघटनीय प्लास्टिक फिल्मों के टूटने और अपघटन को नियंत्रित करने में अभी भी समस्याएं हैं।कई प्रयोगों के परिणामों से पता चला है कि मौजूदा बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म उत्पाद बहुत जल्दी टूट जाते हैं और खराब हो जाते हैं।और कवर समय फसल प्लास्टिक फिल्म कवर की सुरक्षित अवधि से बहुत कम है, जिसके परिणामस्वरूप वे प्रभावी ढंग से कार्य करने में असमर्थ हैं।
 
3.3 ताप और आर्द्रता प्रतिधारण प्रदर्शन को और मजबूत करने की आवश्यकता है
सामान्य पीई प्लास्टिक की फिल्मों की तुलना में अधिकांश जैवविघटनीय प्लास्टिक फिल्मों के ताप और नमी प्रतिधारण कार्यों में कुछ अंतर हैं।10 μm मोटी बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म और 8 μm मोटी पीई प्लास्टिक फिल्म कवर के बीच मिट्टी के तापमान में महत्वपूर्ण अंतर है. बिना फसल के छप्पर के कवर की स्थिति में, सुबह 11 बजे से शाम 4 बजे के बीच एक ही वार्मिंग प्रभाव को छोड़कर,पीई प्लास्टिक फिल्म से ढके मिट्टी का तापमान अन्य सभी समय में जैवविघटनीय प्लास्टिक फिल्म से ढके मिट्टी के तापमान से अधिक हैसिमुलेशन प्रयोगों का उपयोग करके किए गए जल प्रतिधारण परीक्षण के परिणामों से यह भी पता चला कि जैवविघटनीय फिल्म पानी प्रतिधारण के मामले में पीई फिल्म से काफी नीच थी।
 
3.4 बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के लिए उत्पाद उत्पादन लागत प्रतिबंध
जैव-विघटनीय प्लास्टिक फिल्म के बड़े पैमाने पर प्रचार और अनुप्रयोग के लिए उच्च लागत एक और सीमित कारक है।बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म का बिक्री मूल्य साधारण पीई प्लास्टिक फिल्म का लगभग तीन गुना है।, जो प्लास्टिक फिल्म कच्चे माल के गुणों और मोटाई जैसे कई कारकों से निर्धारित होता है।कच्चे माल के बड़े पैमाने पर उत्पादन को प्राप्त करना और फॉर्मूलेशन के माध्यम से अपघटन उत्पादों की कीमतों में सुधार करना आवश्यक हैदूसरी ओर, बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म और साधारण पीई प्लास्टिक फिल्म के बीच लागत अंतर को स्पष्ट करने के लिए प्लास्टिक फिल्म के उपयोग की लागत का एक व्यापक मूल्यांकन किया जाना चाहिए,और बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म के बड़े पैमाने पर आवेदन को बढ़ावा देनाजांच और गणना के अनुसार, जापान में साधारण पीई फिल्म के आवेदन की कुल लागत में फिल्म उत्पादों की खरीद लागत और रीसाइक्लिंग और प्रसंस्करण की लागत शामिल है।प्रत्येक 50% के लिए जिम्मेदार, जबकि बायोडिग्रेडेबल फिल्म के आवेदन में रीसाइक्लिंग और प्रसंस्करण लागत नहीं है।अपेक्षाकृत सस्ती श्रम शक्ति और बड़ी मात्रा में साधारण पीई फिल्म के पुनर्चक्रण और प्रसंस्करण की कमी के कारण, जैव अपघट्य फिल्म का उपयोग करने की उच्च लागत पर प्रकाश डाला जाता है।फिल्म रीसाइक्लिंग और प्रसंस्करण पर कानूनों और विनियमों में सुधार, और ग्रामीण श्रम लागतों में वृद्धि, सामान्य पीई फिल्म और जैव-विघटनीय फिल्म अनुप्रयोगों के बीच व्यापक लागत अंतर छोटा और छोटा हो जाएगा,और बायोडिग्रेडेबल फिल्म के आवेदन की अच्छी संभावना होगी.
 
4 मुख्य निष्कर्ष और सिफारिशें
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म प्लास्टिक फिल्म के कारण होने वाले अवशिष्ट प्रदूषण को हल करने के महत्वपूर्ण तरीकों में से एक है, जिसका कृषि उत्पादन में उत्कृष्ट प्रभाव और विशाल क्षमता है।कई तकनीकी समस्याएं हैं और यह अभी भी प्रारंभिक चरण में हैवर्तमान में बायोडिग्रेडेबल फिल्म के कच्चे माल, सूत्रों और उत्पादन प्रक्रियाओं पर अनुसंधान को मजबूत करना, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करना और लागत को कम करना आवश्यक है।विशेष रूप से कृषि उत्पादन विविधता की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विशिष्ट क्षेत्रों और फसलों के लिए विशेष जैव-विघटनीय फिल्म उत्पादों का विकास करनाबायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक फिल्म उत्पादों पर अनुसंधान को मजबूत करते हुए,कृषि उत्पादन की आवश्यकताओं और प्लास्टिक फिल्म उत्पादों की विशेषताओं के आधार पर कृषि प्रौद्योगिकियों और उपायों के समर्थन पर शोध करना आवश्यक है।.