যমজ স্ক্রু এক্সট্রুশন বায়োডিগ্রেডেবল পিএলএ কম্পোজিটগুলির উন্নতি ঘটায়

এমন একটি উপাদানের কথা কল্পনা করুন যা প্রচলিত প্লাস্টিকের মতোই টেকসই, অথচ ঝরে পড়া পাতার মতো সহজে পচে যায়। এটি কোনো কল্পনা নয়, বরং পলিমার বিজ্ঞানে সক্রিয়ভাবে অনুসরণ করা একটি লক্ষ্য। ক্রমবর্ধমান টেকসই প্রচেষ্টার মধ্যে, জৈব-ভিত্তিক এবং বায়োডিগ্রেডেবল প্লাস্টিকগুলি প্লাস্টিক দূষণের মূল সমাধান হিসেবে আবির্ভূত হচ্ছে। তবে, তাদের সম্পূর্ণ সম্ভাবনা উন্মোচন করতে কর্মক্ষমতা, স্কেলযোগ্যতা এবং পরিবেশগত প্রভাবের ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য বাধা অতিক্রম করতে হবে।

পরিবেশগত ক্ষতি হ্রাস করার জন্য বায়োডিগ্রেডেবল প্লাস্টিকগুলি বিশাল সম্ভাবনা ধারণ করে, প্যাকেজিং, টেক্সটাইল এবং শিল্প উপকরণগুলিতে এর প্রয়োগ রয়েছে। তবুও, এর ব্যাপক গ্রহণ তিনটি গুরুত্বপূর্ণ বাধার সম্মুখীন হয়:

• কর্মক্ষমতা সীমাবদ্ধতা: উপকরণগুলিকে অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে, যেমন প্যাকেজিংয়ের জন্য শক্তি বা টেক্সটাইলের জন্য নমনীয়তা।
• উৎপাদন স্কেলযোগ্যতা: উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলিকে অবশ্যই সাশ্রয়ী মূল্যে শিল্প-স্কেল আউটপুট অর্জন করতে হবে।
• প্রকৃত স্থিতিশীলতা: কাঁচামাল থেকে শুরু করে নিষ্পত্তি পর্যন্ত পুরো জীবনচক্রটি পরিবেশের উপর প্রভাব কমিয়ে আনতে হবে।

পলিমার ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে, বায়োডিগ্রেডেবল প্লাস্টিকগুলি পরিবর্তন করার জন্য টুইন-স্ক্রু এক্সট্রুশন অপরিহার্য হয়ে উঠেছে। এই কৌশলটি উন্নত বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপকরণ তৈরি করতে বিভিন্ন পলিমার মিশ্রিত করে—উদাহরণস্বরূপ, কঠোরতা এবং নমনীয়তাকে একত্রিত করে দৃঢ়তা উন্নত করে।

এই প্রক্রিয়াটি সুস্পষ্ট সুবিধা প্রদান করে:

• শ্রেষ্ঠ মিশ্রণ: পলিমার উপাদানগুলির সুষম বিতরণ নিশ্চিত করে
• সঠিক নিয়ন্ত্রণ: নিয়ন্ত্রিত প্যারামিটারগুলি তৈরি করা উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলির অনুমতি দেয়
• ব্যাপক প্রয়োগযোগ্যতা: বিভিন্ন বায়োডিগ্রেডেবল পলিমারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ

টুইন-স্ক্রু এক্সট্রুশনের সম্ভাবনা সর্বাধিক করার জন্য নিম্নলিখিত বিষয়গুলির যত্নসহকারে অপটিমাইজেশন প্রয়োজন:

• স্ক্রু ডিজাইন: জ্যামিতি মিশ্রণ দক্ষতা এবং শক্তি ব্যবহারের উপর প্রভাব ফেলে
• তাপমাত্রা প্রোফাইল: সঠিক গলন এবং স্ফটিককরণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ
• প্রক্রিয়াকরণ পরামিতি: ফিড রেট এবং স্ক্রু গতি চূড়ান্ত বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে

বায়োডিগ্রেডেবল বিকল্পগুলির মধ্যে, পলি-ল্যাকটিক অ্যাসিড (পিএলএ) তার শক্তি এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য উল্লেখযোগ্য। ভুট্টা স্টার্চের মতো পুনর্নবীকরণযোগ্য উৎস থেকে উদ্ভূত, পিএলএ প্রচলিত প্লাস্টিক সরঞ্জাম ব্যবহার করে তৈরি করা যেতে পারে। তবে, এর অন্তর্নিহিত ভঙ্গুরতার কারণে বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পরিবর্তন প্রয়োজন।

গবেষকরা সাধারণত দৃঢ়তা উন্নত করতে পিএলএ-কে নমনীয় পলিমারের সাথে মিশ্রিত করেন। প্রতিশ্রুতিবদ্ধ প্রার্থীরা হলেন:

• পিবিএটি (পলিবিউটাইলিন অ্যাডিপেট টেরেফথালেট)
• পিবিএস (পলিবিউটাইলিন সাক্সিনেট)
• পিবিএসএ (পলিবিউটাইলিন সাক্সিনেট অ্যাডিপেট)
• পিসিএল (পলিক্যাপ্রোল্যাকটোন)
• পরিবর্তিত স্টার্চ

যদিও এই সংযোজনগুলি পিএলএ-এর ভঙ্গুরতা দূর করে, তবে এগুলি প্রায়শই শক্তি হ্রাস করে—যাতে সতর্কভাবে সূত্র তৈরি করতে হয়।

পলিবিউটাইলিন সেবাসেট (পিবিএসই), একটি নতুন জৈব-ভিত্তিক পলিয়েস্টার, পিএলএ পরিবর্তনের জন্য বিশেষ প্রতিশ্রুতি দেখায়। এর দীর্ঘ মিথিলিন চেইন নমনীয়তা এবং কম গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা (-50°C) প্রদান করে, পিবিএসই পিএলএ-এর সাথে চমৎকার সামঞ্জস্যতা বজায় রাখে এবং একই সাথে বায়োডিগ্রেডেবিলিটি বজায় রাখে।

বর্তমান গবেষণাগুলি পদ্ধতিগতভাবে নিম্নলিখিতগুলির মাধ্যমে পিএলএ/পিবিএসই মিশ্রণগুলি অনুসন্ধান করে:

• ডিজাইন-অফ-এক্সপেরিমেন্ট পদ্ধতির ব্যবহার করে টুইন-স্ক্রু এক্সট্রুশন অপটিমাইজেশন
• ব্যাপক উপাদান চরিত্রায়ন (তাপীয়, যান্ত্রিক, আকারগত)
• মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বিকৃতি বিশ্লেষণ
• ফ্র্যাকচার টফনেস মূল্যায়ন

এই গবেষণা প্যাকেজিং, কৃষি এবং টেক্সটাইল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন বায়োডিগ্রেডেবল উপকরণ তৈরি করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ ধারণা প্রদান করে—সম্ভাব্যভাবে অনেক ক্ষেত্রে প্রচলিত প্লাস্টিকের স্থান করে।

প্রযুক্তি অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে এবং উৎপাদন খরচ হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে, প্লাস্টিক দূষণ মোকাবিলায় বায়োডিগ্রেডেবল প্লাস্টিকগুলি ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে প্রস্তুত। উপাদান বিজ্ঞান এবং প্রক্রিয়াকরণ কৌশলগুলিতে চলমান উদ্ভাবন আরও টেকসই উত্পাদন পদ্ধতির দিকে এই পরিবর্তনকে ত্বরান্বিত করবে।