পিএলএ ফাইবার উপাদান হল একটি নতুন ধরনের জৈব-ভিত্তিক বায়োডিগ্রেডেবল উপকরণ, পলিমারের প্রধান কাঁচামাল পলিমারাইজেশন হিসাবে ল্যাকটিক অ্যাসিড, পর্যাপ্ত এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স থেকে কাঁচামাল, প্রধানত ভুট্টা, কাসাভা এবং অন্যান্য কাঁচামাল, মেল্ট স্পিনিং, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ব্যবহার করা যেতে পারে। স্পিনিং এবং প্রক্রিয়াকরণের অন্যান্য উপায়। পিএলএ ফাইবার উপাদান ভাল জৈব সামঞ্জস্যের কারণে, সহজে নবায়নযোগ্য এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলিকে হ্রাস করা, যাতে এটি বায়োমেডিসিন, পরিস্রাবণ এবং পৃথকীকরণ, প্যাকেজিং ইত্যাদি ক্ষেত্রে প্রয়োগের জন্য ভাল সম্ভাবনা রয়েছে। এটিতে ভালো আবেদনের সম্ভাবনা রয়েছে। এই গবেষণা জৈব-ভিত্তিক PLA ফাইবার প্রস্তুতির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।
1, গলিত স্পিনিং
মেল্ট স্পিনিং পদ্ধতি পলিমার মেল্টের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় কাঁচামাল হিসেবে, স্পিনরেটের মাধ্যমে বের করে দেওয়া হয় এবং বাতাসে দ্রুত ঘনীভবনের মাধ্যমে ফাইবারে শক্ত করা হয়। গলিত স্পিনিং প্রক্রিয়া সহজ, ফাইবার-গঠনকারী পলিমারের জন্য তরল স্পিনিং নিজেই গলে যায়, দ্রাবক বা ঘনীভূত স্নান পুনরুদ্ধারের জন্য স্পিনিং করার প্রয়োজন হয় না, এবং ফাইবার গঠনের প্রক্রিয়াটি গ্যাস পর্যায়ে সম্পন্ন হয়, ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা ছোট, এবং উচ্চতর করতে ব্যবহার করা যেতে পারে কুণ্ডলী গতি, উচ্চ উত্পাদন দক্ষতা। যাইহোক, সমস্ত ফাইবার-গঠনকারী পলিমারগুলি গলিত স্পিনিং দ্বারা ফাইবার তৈরি করতে ব্যবহার করা যায় না, গলিত স্পিনিং দ্বারা ফাইবার তৈরির একটি শর্ত: পলিমার গলিত তাপমাত্রা প্রায় 30 ডিগ্রি তাপীয় পচন তাপমাত্রার চেয়ে কম হতে হবে, অন্যথায় এটি স্পিনিংয়ের জন্য ক্লাসিক মেল্ট পদ্ধতি ব্যবহার করা কঠিন।
পিএলএ মেল্ট স্পিনিংয়ের উৎপাদন প্রক্রিয়া পলিথিন টেরেফথালেট পিইটি-র স্পিনিং প্রক্রিয়ার অনুরূপ, যা উচ্চ-গতির স্পিনিং ওয়ান-স্টেপ পদ্ধতি এবং স্পিনিং-স্ট্রেচিং টু-স্টেপ পদ্ধতিতে বিভক্ত। গলিত স্পিনিং প্রক্রিয়ায়, পিএলএ অবক্ষয় প্রতিক্রিয়ার তাপ সংবেদনশীলতা এবং গলনের উচ্চ সান্দ্রতার মধ্যে একটি দ্বন্দ্ব রয়েছে, যার ফলে পিএলএ গলিত স্পিনিং প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি অত্যন্ত সংকীর্ণ তাপমাত্রা পরিসীমা এবং মাস্টারব্যাচে জলের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করার প্রয়োজন হয়। গলিত এক্সট্রুশন প্রক্রিয়ায় হাইড্রোলাইসিস এবং কার্বনাইজেশন প্রতিরোধ করুন। একই সময়ে, পিএলএর কম স্ফটিককরণের হার কম তাপ বিকৃতি, ভঙ্গুর উপাদান, দুর্বল শক্ততা এবং দীর্ঘ গঠন চক্রের দিকে পরিচালিত করে। পিএলএ মেল্ট স্পিনিংয়ের কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য, প্যান জিয়াওডি এট আল। দেখা গেছে যে শিয়ার রেট বাড়ানো, অর্থাত্, স্পিনিং স্পীড বাড়ানোর ফলে পিএলএ মেল্টের আপাত সান্দ্রতার উপর কম প্রভাব পড়ে এবং স্পিনিং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা সহজ।
লি এট আল। পলিপ্রোপিলিন/পলি(ল্যাকটিক অ্যাসিড) (পিপি/পিএলএ) ফাইবারগুলিকে গলিয়ে ঘুরিয়ে তৈরি করে এবং তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি তদন্ত করে এবং দেখা যায় যে পিপি যোগ করার সাথে সাথে পিএলএ-এর তাপীয় স্থিতিশীলতায় সামান্য হ্রাস পেয়েছে, কিন্তু স্ফটিকতা উন্নত হয়েছে, এবং PP/PLA মিশ্রিত ফাইবারগুলির অভিযোজন এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করা হয়েছিল।
ক্লার্কসন এট আল। একটি বাল্কিং এজেন্ট হিসাবে পলি(ইথিলিন গ্লাইকোল) (পিইজি) ব্যবহার করে অ্যানহাইড্রাস এবং দ্রাবক-মুক্ত অবস্থার মধ্যে গলানোর মাধ্যমে উচ্চ কঠোরতা সেলুলোজ ন্যানোফাইবার/পলি(ল্যাকটিক অ্যাসিড) (সিএনএফ/পিএলএ) যৌগিক ফাইবার তৈরি করা হয়েছিল এবং ফাইবারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি ছিল থার্মাল স্ট্রেচিংয়ের পরে 600% বৃদ্ধি পেয়েছে যখন 1.3% ভর ভগ্নাংশের সাথে CNF যোগ করা হয়েছিল।
2, সমাধান স্পিনিং
সলিউশন স্পিনিং দুই ধরনের দ্রবণ শুকনো এবং ভেজা পদ্ধতিতে বিভক্ত। ডাইক্লোরোমেথেন, ট্রাইক্লোরোমেথেন বা টলুইন প্রায়শই পিএলএ ফাইবার স্পিনিং স্টক সলিউশন তৈরির জন্য দ্রাবক হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন ইয়াং এস এট আল। যিনি ডাইক্লোরোমেথেন (CH2Cl2), ট্রাইক্লোরোমেথেন (CHCl3), N,N-ডাইমিথাইলফর্মাইড (DMF), এবং 1,4-ডাইঅক্সেন (সিএইচ2সিএল২), দ্রাবকের উপস্থিতিতে উচ্চ আণবিক ওজনের পিএলএ/সিএনটি কম্পোজিট ঢালাইয়ের স্ফটিককরণ অধ্যয়ন করেছিলেন DIOX)। -ডাইঅক্সেন (ডিআইওএক্স) দ্রাবক। এটি পাওয়া গেছে যে 0.1% ভর ভগ্নাংশের সাথে কার্বন ন্যানোটিউব (CNTs) যোগ করা iso-PLLA/PDLA মিশ্রণের নিরপেক্ষ কনফর্মেশন ক্রিস্টাল (SCs) গঠনের প্রচার করতে পারে।
ওয়াইড-এঙ্গেল এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন এবং ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং গণনাগুলি দেখায় যে PLLA/PDLA/CNT কম্পোজিটগুলিতে SC বিষয়বস্তু বাড়ানোর জন্য দ্রাবকের ক্ষমতা DMF, DIOX, CHCl3 এবং CH2Cl2 এর অবরোহ ক্রমে রয়েছে। বিশেষ করে, স্বতন্ত্র এসসি মাইক্রোক্রিস্টালগুলি DMF এ গঠিত হয়। এই পার্থক্য দ্রবণীয়তা পরামিতি এবং দ্রাবক বাষ্প চাপ দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। অধ্যয়নের ফলাফলগুলি PLLA/PDLA/CNT মিশ্রণের স্ফটিক রচনাকে নিয়ন্ত্রণ করার সম্ভাব্য সমাধানও প্রদান করে।
পিএলএ ফাইবার গবেষণা কম প্রস্তুত করতে সলিউশন স্পিনিং, মেল্ট-স্পুন ফাইবার সহ, সল্যুশন স্পিনিংয়ের নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছে: স্পিনিং প্রক্রিয়ায়, নেটওয়ার্ক কাঠামোর পলিমার জট কম, যাতে প্রাথমিক ফিলামেন্টের উচ্চ প্রসার্য বৈশিষ্ট্য থাকে; ঘূর্ণন তাপমাত্রা কম, তাপীয় অবক্ষয় গলিত ফাইবার থেকে কম; ফাইবারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি ভাল, গলিত-কাটা তন্তুগুলির শক্তি বেশি, তবে দ্রবণ স্পিনিং ধীর গতিতে স্পিনিং, দ্রাবক দূষণের স্পিনিং প্রক্রিয়া এবং পুনর্ব্যবহারযোগ্য সমস্যা রয়েছে, তবে শিল্প উত্পাদন অ্যাপ্লিকেশনগুলি আরও সীমিত। অতএব, এটি শিল্প উত্পাদন অ্যাপ্লিকেশনে আরও সীমিত।
3, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্পিনিং
ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্পিনিং বলতে বোঝায় পলিমার দ্রবণের স্পিনিং প্রক্রিয়া বা একটি প্রয়োগিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় গলে যাওয়া, এবং প্রস্তুত তন্তুগুলি ন্যানোস্কেল (5 nm~1000 nm) পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, তবে স্পিনিং অবস্থার উপর একটি বড় প্রভাব পড়ার ঝুঁকি থাকে। ফাইবার আকারবিদ্যা এবং বৈশিষ্ট্য। ইয়িন জুইবিং এট আল। ডাইক্লোরোমেথেন (ডিসিএম), হেক্সাফ্লুরোইসোপ্রোপ্যানল (এইচএফআইপি), এবং ডাইমিথাইলফরমামাইড (ডিএমএফ) পিএলএলএ দ্রবণের ফিলামেন্ট-গঠনের ক্ষমতা, স্পিনিং পণ্যগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং পরিস্রাবণ বৈশিষ্ট্যের উপর প্রভাব তদন্ত করেছে।
এটি পাওয়া গেছে যে DCM/DMF এর মিশ্র দ্রাবক কার্যকরভাবে ফিলামেন্ট গঠন এবং PLLA দ্রবণের জেট স্থায়িত্ব উন্নত করতে পারে, ফাইবারের ব্যাস উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, এবং ফাইবারগুলির মধ্যে মোটা এবং সূক্ষ্ম ক্রসগুলির একটি বিশেষ কাঠামো তৈরি হয়েছিল, এবং সর্বোত্তম সামগ্রিক কর্মক্ষমতা। PLLA স্পিনিং দ্রবণ থেকে ফাইবার মেমব্রেন প্রাপ্ত হয়েছিল যখন DCM/DMF এর আয়তনের অনুপাত ছিল 0.2।
ওয়াং এট আল। পিএলএ ফাইবার প্রস্তুত করতে গলিত ডিফারেনশিয়াল ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্পিনিং ব্যবহার করা হয় এবং 260 ডিগ্রী স্পিনিং তাপমাত্রায় ফাইবারের গড় ব্যাস ন্যূনতম 400 এনএম-এ পৌঁছে, একটি বায়ুপ্রবাহের হার 20 m3/ঘন্টা, বায়ুপ্রবাহের তাপমাত্রা 100 ডিগ্রি, এবং একটি ঘূর্ণায়মান দূরত্ব 5.5 সেমি। এছাড়াও, ঝং গুও-চেং এট আল। হাইড্রোক্সিল-ক্যাপড ডি-টাইপ পলিল্যাকটিক অ্যাসিড (ডি পিএলএ) একটি ম্যাক্রোমোলিকুলার ইনিশিয়েটর হিসাবে L-প্রোপাইল ল্যাকটাইড ব্যাকবোনের রিং-ওপেনিং পলিমারাইজেশন শুরু করার জন্য ব্যবহার করে বিভিন্ন উত্পাদনের জন্য, ঝং এট আল। বিভিন্ন সংখ্যা-গড় আণবিক ওজন সহ লিনিয়ার কিউবিক ডিব্লক পিএলএ প্রস্তুত করতে L-প্রোপাইল ল্যাকটাইড বডির রিং-ওপেনিং পলিমারাইজেশন শুরু করতে ম্যাক্রোমোলিকুলার ইনিশিয়েটর হিসাবে হাইড্রক্সিল-ক্যাপড ডি-টাইপ PLA ব্যবহার করে এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্পিনিংয়ের মাধ্যমে সাবমাইক্রন ফাইবার প্রস্তুত করে।
ফলাফলগুলি দেখায় যে গঠিত কিউবিক যৌগিক স্ফটিকগুলির গলনাঙ্কগুলি 215 ডিগ্রির বেশি ছিল এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা উন্নত হয়েছিল এবং ভাল শক্ততা প্রদর্শিত হয়েছিল। ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্পিনিং ঐতিহ্যগত স্পিনিং প্রযুক্তির তুলনায় ফাইবার সামগ্রীর পরিমার্জন উপলব্ধি করতে পারে এবং পিএলএ কিউবিক যৌগিক স্ফটিক গঠন ফাইবার উপকরণগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে সহায়তা করতে পারে।
4. সমাপনী মন্তব্য
বর্তমানে, চীনে জৈব-ভিত্তিক পিএলএ ফাইবার এবং পণ্যগুলির গঠন এবং প্রয়োগ এখনও প্রাথমিক পর্যায়ে রয়েছে। ডেটা দেখায় যে 2021 সালের শেষ নাগাদ, চীনে PLA-এর উৎপাদন ক্ষমতা প্রায় 452,000 টন, এবং আশা করা হচ্ছে যে এটি 2025 সালে 5 মিলিয়ন টন-এ পৌঁছাবে। পিএলএ, এক ধরনের সবুজ এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ উপাদান, ঐতিহ্যগত পেট্রোলিয়াম-ভিত্তিক ফাইবার উপাদানগুলিকে প্রতিস্থাপন করার সম্ভাবনা রয়েছে। বিদ্যমান জৈব-ভিত্তিক পিএলএ ফাইবার গঠনের পদ্ধতি এবং তাদের সুবিধা এবং অসুবিধাগুলির বিশ্লেষণ এবং তুলনা করে, পিএলএ অবক্ষয় প্রতিক্রিয়াটি শিল্পায়নের সম্ভাবনার সাথে গলিত স্পিনিং প্রক্রিয়াতে সমাধান করা প্রয়োজন। শিল্পায়নের সম্ভাবনার সাথে গলিত স্পিনিংয়ের প্রক্রিয়া, তাপ সংবেদনশীলতা এবং গলে যাওয়ার উচ্চ সান্দ্রতার মধ্যে দ্বন্দ্ব সমাধান করা এবং পিএলএ মেল্ট স্পিনিংয়ের প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রার পরিসরকে প্রসারিত করা প্রয়োজন।
একই সময়ে, PLA পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রযুক্তির সাহায্যে চীনে PLA ফাইবার কাঁচামালের স্থিতিশীল সরবরাহকে ত্বরান্বিত করতে। জাতীয় "ডাবল কার্বন" কৌশল এবং অন্যান্য অনুকূল নীতিতে, এটা আশা করা যায় যে জৈব-ভিত্তিক পিএলএ ফাইবার উপকরণ এবং পণ্যগুলি লিপফ্রগের বিকাশের সূচনা করবে, বায়োমেডিসিনের ক্ষেত্রে, পরিস্রাবণ এবং পৃথকীকরণ, প্যাকেজিং এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ভাল প্রদর্শন করবে। আবেদনের সম্ভাবনা।