जैव-अपघटनीय जलीय पॉलीयूरेथेन की संरचनात्मक विशेषताएँ

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जैव-अपघटन, मुख्य रूप से पॉलिमर अणुओं के आकार एवं संरचना, सूक्ष्मजीवों के प्रकार, तथा पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर है। इनमें से, सामग्री की आणविक संरचना एवं घटक ही निर्णायक कारक हैं। आम तौर पर, अल्फा-एस्टर बंध > पेप्टाइड बंध > कार्बोनेट बंध > अल्फा-ईथर बंध > मेथिलीन बंध। इसके अलावा, उच्च आणविक द्रव्यमान, व्यवस्थित आणविक संरचना, एवं उच्च जल-विरोधी गुण वाली उच्च-आणविक वजन वाली सामग्रियाँ, सूक्ष्मजीवों के विकास एवं विघटन में बाधा डालती हैं; अर्थात् ऐसी सामग्रियाँ जैव-अपघटन हेतु उ पॉलीयूरेथेन, ऐसा पॉलिमर है जिसकी मुख्य श्रृंखला में दोहराए जाने वाले अमीनोइसोसिएनेट समूह होते हैं। पॉलीयूरेथेन की मुख्य श्रृंखला, आमतौर पर, ऐसे नरम खंडों एवं कठोर खंडों से मिलकर बनी होती है; जिनका ग्लास-ट्रांजिशन तापमान कमरे के तापमान से कम होता है, जबकि कठोर खंडों का ग्लास-ट्रांजिशन तापमान कमरे के तापमान से अधिक होता है। नरम खंड, ऑलिगोमर पॉलीओल्स (जैसे पॉलीएस्टर, पॉलीईथर) से बने होते हैं, जबकि कठोर खंड, डाइइसोसियानेट एवं कम आणविक वजन वाले एजेंटों (जैसे डाइअमीन, डाइओल) से बने होते हैं। चूँकि कठोर श्रृंखलाओं की ध्रुवीयता अधिक होती है, इसलिए उनके बीच आकर्षण बल भी अधिक होता है। इस कारण, ऊष्मागतिकीय दृष्टि से कठोर श्रृंखलाएँ एवं नरम श्रृंखलाएँ आपस में अलग होने की प्रवृ इसलिए, कठोर श्रृंखलाएँ आपस में जुड़कर कई सूक्ष्म क्षेत्रों का निर्माण करती हैं; ये सूक्ष्म क्षेत्र नरम श्रृंखलाओं के बीच में स्थित होते हैं, जिससे सूक्ष्म-चरण विभाजन संरचनाएँ बनती हैं। पॉलीयूरेथेन की सूक्ष्म-सतह संरचना, जैविक झिल्लियों के समान ही होती है; इसलिए इसमें अच्छी जैव-संगतता होती है। पॉलीयूरेथेन की ऐसी श्रृंखला-संरचना ही इसे जैव-अपघटनीय बनाती है। पॉलीयूरेथेन के संश्लेषण की प्रक्रिया में, विभिन्न प्रकार के ब्लॉकों का चयन करके एवं नरम/कठोर खंडों के बीच के अनुपात को समायोजित करके पॉलीयूरेथेन को ऐसे रूप में डिज़ाइन किया जा सकता है। इस तरह, विभिन्न रासायनिक संरचनाओं (जैसे रैखिक, शाखादार, आपस में जुड़े हुए), यांत्रिक गुणों (कठोर/लचीला) एवं ऊष्मीय गुणों वाला पॉलीयूरेथेन तैयार किया जा सकता है; ताकि वह विभिन्न अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा कर सके।