বর্জ্য পিইটি ফিল্মের পুনর্জন্ম এবং প্রস্তুতি: বর্তমান অবস্থা, প্রযুক্তি এবং সম্ভাবনা（1）
ইলেকট্রনিক্স শিল্পের ক্রমবর্ধমান বিকাশের সাথে সাথে, পলিথিলিন টেরেফথালেট (পিইটি) ফিল্মগুলি তাদের চমৎকার অন্তরণ, উচ্চ স্বচ্ছতা, ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার কারণে অসংখ্য ইলেকট্রনিক পণ্য তৈরিতে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। এই অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে মাল্টি-লেয়ার সিরামিক ক্যাপাসিটর (এমএলসিসি), নমনীয় সার্কিট বোর্ড, লিকুইড ক্রিস্টাল ডিসপ্লে এবং আরও অনেক কিছু। তবে, ইলেকট্রনিক্স শিল্পের দ্রুত সম্প্রসারণের সাথে সাথে, বর্জ্য পিইটি ফিল্মের উৎপাদন দিন দিন বৃদ্ধি পাচ্ছে। যদি এই বর্জ্য ফিল্মগুলি সঠিকভাবে নিষ্পত্তি না করা হয়, তাহলে এগুলি কেবল সম্পদের বিশাল অপচয়ই করবে না বরং পরিবেশের উপর একটি ভারী বোঝাও চাপিয়ে দেবে। অতএব, ইলেকট্রনিক্স শিল্পে বর্জ্য পিইটি ফিল্মগুলির দক্ষ পুনর্জন্ম এবং প্রস্তুতি অর্জন ইলেকট্রনিক্স শিল্পের টেকসই উন্নয়নের প্রচার, সম্পদের চাপ কমাতে এবং পরিবেশ দূষণ হ্রাস করার জন্য সুদূরপ্রসারী এবং তাৎপর্যপূর্ণ।
ইলেকট্রনিক্স শিল্পে বর্জ্য পিইটি ফিল্মের উৎস এবং বৈশিষ্ট্য
বিভিন্ন উৎস
ইলেকট্রনিক্স শিল্পে, বর্জ্য পিইটি ফিল্ম বিভিন্ন উৎস থেকে আসে:
এমএলসিসি উৎপাদন: পিইটি ফিল্মগুলি ডাইইলেক্ট্রিক শীট তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, যা তৈরির পরে উল্লেখযোগ্য প্রান্ত ছাঁটাই এবং ফেলে দেওয়া উপকরণ তৈরি করে।
নমনীয় সার্কিট বোর্ড তৈরি: একটি সাবস্ট্রেট উপাদান হিসেবে, পিইটি ফিল্মগুলি কাটার প্রক্রিয়া, প্রক্রিয়া ত্রুটি বা অন্যান্য অপূর্ণতার কারণে বর্জ্য উৎপন্ন করে।
লিকুইড ক্রিস্টাল ডিসপ্লে (এলসিডি) তৈরি: পোলারাইজার এবং ডিফিউজার ফিল্মের মতো উপাদানগুলিতে পিইটি ফিল্ম প্রয়োগ করা হয়, যেখানে ত্রুটিপূর্ণ পণ্য এবং উৎপাদনের সময় কাটা অংশ বর্জ্য জমাতে অবদান রাখে।
জটিল এবং অনন্য বৈশিষ্ট্য
সাধারণ পিইটি ফিল্মের তুলনায়, ইলেকট্রনিক্স শিল্পে বর্জ্য পিইটি ফিল্মগুলি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে:
ইলেকট্রনিক উৎপাদনে বিভিন্ন রাসায়নিক এবং বিশেষ প্রক্রিয়াকরণ কৌশলের সংস্পর্শে ধাতব অমেধ্য, জৈব দূষণকারী এবং বিভিন্ন মাত্রার ক্রস-লিঙ্কযুক্ত কাঠামো দ্বারা দূষণ হতে পারে।
উদাহরণস্বরূপ, এমএলসিসি উৎপাদন থেকে পিইটি বর্জ্য সিরামিক স্লারির সংস্পর্শের কারণে ধাতব অক্সাইড কণার সাথে লেগে থাকতে পারে।
নমনীয় সার্কিট বোর্ডের পিইটি বর্জ্য লিথোগ্রাফি এবং এচিং প্রক্রিয়া থেকে ফটোরেজিস্টের অবশিষ্টাংশের মতো জৈব পদার্থ ধরে রাখতে পারে।
এই জটিল বৈশিষ্ট্যগুলি বর্জ্য পিইটি ফিল্মের পুনর্জন্ম এবং প্রস্তুতির ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ তৈরি করে।
বর্জ্য পিইটি ফিল্মের পুনর্জন্ম এবং প্রস্তুতি প্রযুক্তি
ভৌত পুনর্ব্যবহার প্রযুক্তি
পরিষ্কার এবং চূর্ণবিচূর্ণ
পরিষ্কারের প্রক্রিয়াটির লক্ষ্য হল বর্জ্য পিইটি ফিল্ম থেকে পৃষ্ঠের ধুলো, তেলের দাগ এবং অন্যান্য দ্রবণীয় অমেধ্য অপসারণ করা। সাধারণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে ক্ষারীয় ধোয়া, অ্যাসিড ধোয়া এবং জৈব দ্রাবক পরিষ্কার করা:
ক্ষার ধোয়া কার্যকরভাবে তেলের দাগ দূর করে।
অ্যাসিড ধোয়ার ফলে আংশিক ধাতব অমেধ্য দ্রবীভূত হয়।
জৈব দূষণকারী পদার্থ অপসারণের জন্য জৈব দ্রাবক পরিষ্কারকরণ গুরুত্বপূর্ণ।
ক্রাশিংয়ের মধ্যে রয়েছে পরিষ্কার করা পিইটি ফিল্মগুলিকে ক্রাশার ব্যবহার করে নির্দিষ্ট আকারের টুকরো টুকরো করে ভাঙা, যা পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণকে সহজতর করে। বাস্তবে, পরিষ্কারের বিকারক এবং ক্রাশিং সরঞ্জাম নির্বাচন অবশ্যই বর্জ্য ফিল্মের দূষণের মাত্রা এবং বৈশিষ্ট্য অনুসারে তৈরি করতে হবে যাতে পুঙ্খানুপুঙ্খ পরিষ্কার এবং অভিন্ন কণার আকার নিশ্চিত করা যায়।
দ্রবীভূত এক্সট্রুশন
চূর্ণ করা পিইটি টুকরোগুলিকে তাদের গলনাঙ্কের (সাধারণত 250-260°C) উপরে উত্তপ্ত করে একটি গলিত পদার্থ তৈরি করা হয়, যা পরে একটি এক্সট্রুডারের মাধ্যমে বের করে আনা হয়, তারপরে ঠান্ডা করে এবং পেলেটাইজ করা হয় যাতে পুনরুত্পাদিত পিইটি পেলেট তৈরি হয়।
পুনরুজ্জীবিত পিইটি-এর বৈশিষ্ট্য উন্নত করার জন্য প্রায়শই প্লাস্টিকাইজার এবং অ্যান্টিঅক্সিডেন্টের মতো সংযোজনগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, প্লাস্টিকাইজারগুলি নমনীয়তা বাড়ায়, অন্যদিকে অ্যান্টিঅক্সিডেন্টগুলি তাপীয় স্থিতিশীলতা বাড়ায়।
তবে, এই প্রক্রিয়া চলাকালীন পিইটি-এর আণবিক শৃঙ্খল অবক্ষয় ঘটতে পারে, যা পণ্যের কর্মক্ষমতা হ্রাস করে। অবক্ষয় কমাতে প্রক্রিয়াকরণের তাপমাত্রা, সময় এবং স্ক্রু ঘূর্ণন গতির কঠোর নিয়ন্ত্রণ অপরিহার্য।
সলিড-স্টেট পলিকনডেনসেশন (এসএসপি)
পুনরুজ্জীবিত পিইটি-এর আণবিক ওজন এবং কর্মক্ষমতা বৃদ্ধির জন্য এসএসপি একটি মূল পদ্ধতি। পুনরুজ্জীবিত পিইটি পেলেটগুলিকে নিষ্ক্রিয় গ্যাস বায়ুমণ্ডলে গলনাঙ্কের (সাধারণত 200-220°C) নীচের তাপমাত্রায় তাপ-চিকিৎসা করা হয়।
এসএসপি-এর মাধ্যমে, পিইটি আণবিক শৃঙ্খলের মধ্যে পলিকন্ডেনসেশন বিক্রিয়া আণবিক ওজন বৃদ্ধি করে, যার ফলে পুনর্জন্মিত পিইটি-এর শক্তি এবং তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয়।
চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে দীর্ঘ প্রক্রিয়াকরণ সময় এবং সরঞ্জামের বায়ুরোধীতা এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতার জন্য কঠোর প্রয়োজনীয়তা।
রাসায়নিক পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রযুক্তি
অ্যালকোহলিসিস
অ্যালকোহলাইসিসের মধ্যে রয়েছে বর্জ্য পিইটি ফিল্মগুলিকে অ্যালকোহল (যেমন, ইথিলিন গ্লাইকল, প্রোপিলিন গ্লাইকল) দিয়ে একটি অনুঘটকের অধীনে বিক্রিয়া করে পিইটি কে মনোমার বা অলিগোমার যেমন বিস(2-হাইড্রোক্সিথাইল) টেরেফথালেট (বিএইচইটি) এ পচিয়ে ফেলা।
উদাহরণ হিসেবে ইথিলিন গ্লাইকল অ্যালকোহলাইসিসের কথা ধরুন: জিঙ্ক অ্যাসিটেট বা টেট্রাবিউটাইল টাইটানেটের মতো অনুঘটক ব্যবহার করে বিক্রিয়ার তাপমাত্রা ১৮০-২২০° সেলসিয়াসে নিয়ন্ত্রিত হয়। বিক্রিয়ার পর, বিএইচইটি পরিস্রাবণ এবং পাতনের মাধ্যমে পৃথক করা হয়, তারপর পিইটি পুনঃসংশ্লেষণের জন্য পরিশোধিত করা হয়।
এই পদ্ধতিটি কার্যকরভাবে অমেধ্য অপসারণ করে উচ্চ-বিশুদ্ধতা পুনরুত্পাদিত উপকরণ পেতে পারে তবে কঠোর প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি এবং ক্ষয়-প্রতিরোধী সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়।
হাইড্রোলাইসিস
হাইড্রোলাইসিস উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপে জল ব্যবহার করে বর্জ্য পিইটি ফিল্মগুলিকে টেরেফথালিক অ্যাসিড (পিটিএ) এবং ইথিলিন গ্লাইকোলে পচিয়ে দেয়, যা অ্যাসিডিক, ক্ষারীয় এবং নিরপেক্ষ হাইড্রোলাইসিসে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:
অ্যাসিডিক হাইড্রোলাইসিস: অনুঘটক হিসেবে শক্তিশালী অ্যাসিড (যেমন, সালফিউরিক অ্যাসিড, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড) ব্যবহার করে, যার বিক্রিয়ার হার দ্রুত কিন্তু সরঞ্জামের ক্ষয় তীব্র।
ক্ষারীয় জল বিশ্লেষণ: শক্তিশালী ঘাঁটি (যেমন, সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড, পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড) ব্যবহার করে, সহজে পণ্য পৃথকীকরণের সাথে কিন্তু পরবর্তী নিরপেক্ষকরণের প্রয়োজন হয়।
নিরপেক্ষ জল বিশ্লেষণ: অ্যাসিড/ক্ষার অনুঘটক ছাড়াই উচ্চ তাপমাত্রা/চাপে কাজ করে, পরিবেশ বান্ধব কিন্তু কঠোর শর্ত এবং উচ্চতর সরঞ্জাম বিনিয়োগের দাবি করে।
হাইড্রোলাইসিস পিইটি সম্পূর্ণরূপে পচে যায়, যার ফলে পণ্যগুলি পিইটি সংশ্লেষণের জন্য সরাসরি ব্যবহারযোগ্য হয়, তবে উচ্চ শক্তি খরচ এবং জটিল পৃথকীকরণ/পরিশোধন প্রক্রিয়ার সম্মুখীন হয়।
পাইরোলাইসিস
পাইরোলাইসিস অক্সিজেন-মুক্ত বা অক্সিজেন-ঘাটতিপূর্ণ পরিবেশে উচ্চ তাপমাত্রায় (৪০০-৬০০° সেলসিয়াস) বর্জ্য পিইটি ফিল্মগুলিকে উত্তপ্ত করে, যার ফলে তাপীয় পচন ঘটে সুগন্ধযুক্ত যৌগ (বেনজিন, টলুইন, জাইলিন) এবং ওলেফিন/অ্যালকেনসের মতো ছোট অণুতে।
পাইরোলাইসিস পণ্যগুলিকে রাসায়নিক কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা বর্জ্য পিইটি ফিল্মের শক্তি-ভিত্তিক পুনর্ব্যবহারকে সক্ষম করে। যাইহোক, জটিল পণ্য মিশ্রণটি পৃথকীকরণ/পরিশোধনের জন্য চ্যালেঞ্জ তৈরি করে এবং ক্ষতিকারক গ্যাসগুলির জন্য একটি সম্পূর্ণ টেইল গ্যাস চিকিত্সা ব্যবস্থার প্রয়োজন হতে পারে।
নতুন পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রযুক্তির অন্বেষণ
তড়িৎ-ক্যাটাল্যাটিক পুনর্ব্যবহার
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, তড়িৎ-অনুঘটক পুনর্ব্যবহারের আবির্ভাব ঘটেছে। উদাহরণস্বরূপ, সাংহাই জিয়াও টং বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক ঝাও ইয়িক্সিনের নেতৃত্বে একটি গবেষণা দল ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক প্রযুক্তি ব্যবহার করে পিইটি হাইড্রোলাইসেটে থাকা ইথিলিন গ্লাইকলকে ঘরের তাপমাত্রা এবং চাপে ফর্মিক অ্যাসিডে রূপান্তরিত করে, এবং ক্যাথোডে হাইড্রোজেন সহ-উৎপাদন করে।
এই প্রযুক্তি নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎকে শক্তির উৎস হিসেবে ব্যবহার করে, যা বর্জ্য পিইটি ফিল্মের সম্পদ রূপান্তরের জন্য একটি নতুন পথ প্রদান করে। ইলেকট্রোড উপকরণ এবং বিক্রিয়ার অবস্থা অপ্টিমাইজ করে দক্ষতা এবং নির্বাচনীতা উন্নত করা যেতে পারে।
বর্তমানে, ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক পুনর্ব্যবহার পরীক্ষাগার গবেষণা পর্যায়ে রয়ে গেছে, শিল্পায়নের জন্য প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ রয়েছে, যেমন ইলেক্ট্রোড স্থিতিশীলতা এবং বৃহৎ-স্কেল সিস্টেম ডিজাইন।
জৈব অবক্ষয় এবং সংশ্লেষণের সমন্বয়
কিছু অণুজীব এমন এনজাইম নিঃসরণ করে যা পিইটি কে নষ্ট করে। এই অণুজীব বা তাদের এনজাইম ব্যবহার করে, বর্জ্য পিইটি ফিল্মগুলিকে ছোট ছোট অণুতে ভেঙে ফেলা হয়, যা পরে পিইটি বা অন্যান্য জৈব-ভিত্তিক পদার্থে জৈব সংশ্লেষিত হয়।
এই পদ্ধতিটি পরিবেশগত বন্ধুত্বপূর্ণতা এবং হালকা প্রতিক্রিয়ার অবস্থার মতো সুবিধা প্রদান করে, তবে ধীর জৈব অবক্ষয় হার এবং জটিল জৈব সংশ্লেষণ নিয়ন্ত্রণের কারণে এটি ভোগে। এটি এখনও অনুসন্ধানমূলক পর্যায়ে রয়েছে, যার জন্য মাইক্রোবায়াল বিপাকীয় প্রক্রিয়া এবং জৈব সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনের উপর গভীর অধ্যয়ন প্রয়োজন।
ইলেকট্রনিক্স শিল্পে পুনর্জন্মিত পিইটি-এর প্রয়োগ
আংশিক ভার্জিন উপকরণের প্রতিস্থাপন
ধারাবাহিক প্রক্রিয়াকরণের পর, পুনরুত্পাদিত পিইটি-এর বৈশিষ্ট্য উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়, যা এটিকে ইলেকট্রনিক্স শিল্পে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে ভার্জিন পিইটি উপকরণ প্রতিস্থাপন করতে সক্ষম করে। পুনরুত্পাদিত পিইটি ইলেকট্রনিক পণ্যের উপাদানগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে যেখানে তুলনামূলকভাবে কম কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, যেমন সাধারণ ইলেকট্রনিক প্যাকেজিং উপকরণ এবং কিছু ইলেকট্রনিক ডিভাইসের কেসিং।
উদাহরণস্বরূপ, পুনরুত্পাদিত পিইটি থেকে তৈরি কিছু ইলেকট্রনিক পণ্যের প্যাকেজিং বাক্স কেবল খরচই কমায় না বরং অপ্রচলিত সম্পদের উপর নির্ভরতাও কমায়।
ইলেকট্রনিক ডিভাইস কেসিং তৈরিতে, উপযুক্ত রিইনফোর্সিং উপকরণ এবং অ্যাডিটিভ যোগ করার ফলে পুনরুজ্জীবিত পিইটি শক্তি এবং তাপ প্রতিরোধের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে সক্ষম হয়, যার ফলে কেসিংয়ের পরিবেশবান্ধব উৎপাদন নিশ্চিত হয়।
নতুন অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রগুলিতে সম্প্রসারণ
পুনরুজ্জীবিত পিইটি-এর বৈশিষ্ট্যগুলিতে ক্রমাগত উন্নতি এবং উদ্ভাবনের সাথে সাথে, ইলেকট্রনিক্স শিল্পে এর প্রয়োগের পরিধি ধীরে ধীরে প্রসারিত হচ্ছে। পরিধেয় ডিভাইস এবং নমনীয় ইলেকট্রনিক ডিভাইসের মতো উদীয়মান ইলেকট্রনিক ক্ষেত্রগুলিতে, পুনরুজ্জীবিত পিইটি তার চমৎকার নমনীয়তা এবং প্রক্রিয়াকরণযোগ্যতার কারণে একটি গুরুত্বপূর্ণ মৌলিক উপাদান হয়ে উঠবে বলে আশা করা হচ্ছে।
উদাহরণস্বরূপ, নমনীয় সার্কিট বোর্ড সাবস্ট্রেট এবং ডিসপ্লে প্রতিরক্ষামূলক ফিল্মের মতো পরিধেয় ডিভাইসের উপাদানগুলিতে, পুনরুত্পাদিত পিইটি উপকরণগুলি হালকা ওজনের এবং টেকসই পণ্য বিকাশ অর্জনের জন্য তাদের সুবিধাগুলি কাজে লাগাতে পারে।
এদিকে, যেসব ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং কর্মক্ষমতা প্রয়োজন, সেখানে বিশেষ চিকিৎসার মাধ্যমে (যেমন, পরিবাহী ফিলার যোগ করে) পুনরুত্পাদিত পিইটি পরিবর্তন করলে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং ফাংশন সহ উপকরণ তৈরি করা যেতে পারে, যা পুনরুত্পাদিত পিইটির প্রয়োগের পরিসরকে প্রসারিত করে।
