Blog

Mở đầu

Ngành công nghiệp nhựa đang phải chứng kiến lượng rác thải nhựa khổng lồ lên đến 5 nghìn tỷ túi mỗi năm, và con số này vẫn không ngừng gia tăng. Do đó, việc sử dụng nhựa sinh học có nguồn gốc từ sinh khối có thể là một giải pháp hữu hiệu để kiểm soát lượng rác thải này và tạo ra một ngành bao bì bền vững hơn.
Một mối quan ngại lớn về nhựa trong bao bì, kể cả nhựa sinh học, là vấn đề an toàn khi tiếp xúc với người. Chúng cần được đảm bảo vô hại khi tiếp xúc với thực phẩm, tiếp xúc với da con người, v.v.
Việc sử dụng nhựa sinh học có thể khuyến khích các nhà sản xuất hướng tới một tương lai tốt đẹp hơn và giảm thiểu các tác động không mong muốn. Vì vậy, hãy cùng khám phá một số loại nhựa sinh học phổ biến nhất đang được sử dụng trong ngành bao bì.

1. 5 loại nhựa sinh học được ứng dụng thường xuyên trong ngành bao bì

1.1. Bio-Polyethylene Terephthalate (bPET)

Hộp đựng thực phẩm bằng nhựa sinh học cung cấp giải pháp thay thế bền vững hơn cho bao bì nhựa truyền thống.

Có khả năng thay thế nhựa PET truyền thống trong các ứng dụng chai lọ đựng nước giải khát và hộp đựng thực phẩm, bPET đang thống trị thị trường nhựa sinh học. Theo Allied Market Research, thị trường này dự kiến sẽ tăng trưởng từ 441,3 triệu USD vào năm 2021 và có khả năng vượt quá 10% sản lượng hàng năm của EU.
Không giống như nhựa PET truyền thống được làm từ dầu mỏ, bPET được sản xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo như tinh bột ngô, mía hoặc thậm chí cả bã cà phê. Quá trình tạo ra bPET tương tự như PET, bao gồm các phản ứng hóa học phức tạp để tạo ra các monome, sau đó được trùng hợp để tạo thành PET.
Bên cạnh các đặc tính tương tự như PET, bPET thực sự nổi bật với khả năng phân hủy sinh học. Trong điều kiện xử lý thích hợp, nó có thể phân hủy thành các hợp chất tự nhiên như nước, carbon dioxide và sinh khối, dễ dàng được môi trường hấp thụ.

 

1.2. Bio-Polypropylene (bPP)

Polypropylene sinh học (bPP) là một loại polypropylene được làm từ các nguồn sinh khối như tinh bột thực vật hoặc cellulose, giúp giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên hạn chế như nhiên liệu hóa thạch. Các vật liệu này được lên men, chuyển đổi vật liệu sinh khối thành các monome, sau đó được trùng hợp thành bPP.
Các công ty như Tập đoàn Hóa chất Mitsui ở Nhật Bản đang trong quá trình thương mại hóa sản xuất bPP để hỗ trợ các nỗ lực giảm thiểu phát thải khí nhà kính.
bPP có thể thay thế polypropylene (PP) trong một số ứng dụng như bao bì thực phẩm, dệt may và phụ tùng ô tô. bPP thường có cùng hiệu quả về độ bền, khả năng chống ẩm và chống hóa chất như PP, vì vậy nó phù hợp cho việc đóng gói các loại thực phẩm khô như ngũ cốc hoặc mì ống.

1.3. Bio-Polyethylene (bPE)

Là nguồn tài nguyên sinh học thay thế PE, bPE được tạo nên bởi nguyên liệu cơ bản là ethylene sinh học như đường hoặc dầu thực vật. Sau đó, Ethylene sinh học được chuyển thành PE sinh học thông qua quá trình trùng hợp dựa trên chất xúc tác thông thường.
bPE ngoài có các đặc tính tương tự PE về tính linh hoạt, độ bền và khả năng chống ẩm, mỗi tấn tạo ra khả năng thu giữ và cô lập CO2 từ khí quyển. Mặc dù có cấu trúc đơn giản nhưng PE vẫn là loại nhựa được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới trong những năm qua. Nó chủ yếu được biết đến như vật liệu đóng gói (túi, màng, chai…) nhưng được sử dụng trong một số ứng dụng (ví dụ: ống mềm hoặc vỏ cáp). Thành phần hóa học của PE sinh học giống như PE gốc hóa thạch. Do đó, nó có thể được sử dụng trong cả bao bì cứng và linh hoạt cũng như tất cả các ứng dụng khác.
bPE từng gặp khó khăn trong những năm đầu phát triển. Từ năm 2010, Braskem tiên phong thực hiện sản xuất bPE qua khử nước ethanol sinh học. Giá thành rẻ của ethylene hóa thạch, được sản xuất từ khí đốt tự nhiên, đã mang lại lợi nhuận cao cho ngành sản xuất nhựa,  dẫn đến việc đầu tư vào sản xuất ethylene tái tạo bị hạn chế.

 

Cần một lựa chọn nhẹ hơn và thân thiện với môi trường hơn? Không cần tìm đâu xa, chai nhựa sinh học chính là dành cho bạn.

1.4. Polyethylene Furanoate (PEF) sinh học

PEF được chiết xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo như sinh khối, bao gồm nguyên liệu thực vật hoặc thậm chí cả rác thải thực phẩm. Nguồn nguyên liệu linh hoạt này cho phép có một mức độ biến đổi nhất định trong quá trình sản xuất.
So với các loại nhựa sinh học truyền thống, PEF cung cấp khả năng bảo vệ vượt trội chống lại oxy và carbon dioxide, do đó phù hợp để đóng gói thực phẩm và đồ uống nhạy cảm với oxy. Mặc dù PEF không phải là vật liệu thay thế trực tiếp cho một loại nhựa truyền thống cụ thể, nhưng nó vẫn cung cấp các chức năng tương tự như PET với khả năng có nguồn gốc từ tài nguyên tái tạo.
PET có một phần nguồn gốc từ sinh học nhưng khả năng phân hủy sinh học của nó phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể nhất định. Cơ sở hạ tầng tái chế phù hợp là rất cần thiết để tối đa hóa lợi ích bền vững của PEF.
PEF có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo như sinh khối, có thể bao gồm các nguyên liệu từ thực vật hoặc thậm chí là chất thải thực phẩm. Thành phần chính xác của nguyên liệu sinh khối có thể khác nhau tùy thuộc vào quá trình sản xuất.
PEF cung cấp khả năng bảo vệ mạnh mẽ chống lại oxy và cacbon dioxide so với nhựa sinh học truyền thống, do đó phù hợp cho việc đóng gói thực phẩm và đồ uống nhạy cảm với oxy. Mặc dù PEF không phải là sự thay thế trực tiếp cho một loại nhựa truyền thống cụ thể, tuy nhiên, nó cung cấp các chức năng tương tự như PET trong khi có khả năng được lấy từ các nguồn tái tạo.
PET một phần có nguồn gốc sinh học nhưng khả năng phân hủy sinh học của chúng phụ thuộc vào một số điều kiện cụ thể. Cơ sở hạ tầng tái chế phù hợp là rất quan trọng để tối đa hóa lợi ích bền vững của PEF.

 

1.5. Polytrimethylene Furandi carboxylate (PTF)

PTF là một loại nhựa sinh học vẫn đang được phát triển nhưng có khả năng mang lại các đặc tính rào chắn vượt trội hơn PEF. PTF được hỗ trợ bởi liên doanh DuPont - Tate & Lyle ở Tennessee.
Tương tự như PEF, PTF không phải là nguồn thay thế trực tiếp nhưng vẫn có thể cung cấp các chức năng tương tự như PET, tạo ra nguồn nguyên liệu bền vững hơn. 
PTF có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng đóng gói khác nhau, bao gồm thực phẩm nhạy cảm với oxy hay vật tư y tế. PTF hiện vẫn đang trong giai đoạn phát triển, với các nghiên cứu đang diễn ra tập trung tối ưu hóa quy trình sản xuất và đạt được hiệu quả về mặt chi phí.
Tìm hiểu thêm về quy trình sản xuất nhựa sinh học: Nhựa sinh học được tạo ra như thế nào? 

2. Lợi ích trọng điểm của nhựa sinh học đối với ngành bao bì

An toàn là yêu cầu tiên quyết và quan trọng nhất khi nói đến sản phẩm tiếp xúc với người. Và đó chính là điều mà nhựa sinh học có thể mang lại.

Giảm phát thải khí nhà kính: Nhựa sinh học mang lại lợi thế đáng kể so với nhựa truyền thống bằng cách giảm phát thải khí nhà kính. Các nghiên cứu chỉ ra rằng việc thay thế hoàn toàn nguyên liệu hóa thạch bằng mía có thể làm giảm 25% lượng khí phát thải, trong khi tái chế nhựa hiện có có thể đạt được mức giảm tương tự. Ngoài ra, việc chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để sản xuất nhựa có thể cắt giảm thêm lượng khí thải.

Khả năng phân hủy sinh học: Không giống như các loại nhựa thông thường tồn tại trong môi trường trong nhiều thế kỷ, nhựa sinh học có thể bị vi sinh vật phân hủy thành các chất vô hại như nước, carbon dioxide và sinh khối. Nguyên liệu quý giá này sẽ giải quyết mối lo ngại ngày càng tăng về ô nhiễm vi nhựa và những tác động bất lợi của nó đối với hệ sinh thái.

Hệ thống vòng kín: Nhựa sinh học góp phần tạo ra nền kinh tế tuần hoàn hơn bằng cách cho phép tạo ra một hệ thống vòng lặp kín. Sinh khối lần đầu tiên được sử dụng để sản xuất nhựa sinh học và sau khi hoàn thành nhiệm vụ của mình, những vật liệu này có thể được chuyển đổi thành năng lượng hoặc thậm chí là nhựa sinh học mới.

Tính linh hoạt trong ứng dụng: Nhựa sinh học có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, PLA đã trở nên phổ biến trong in 3D nhờ khả năng phân hủy sinh học và dễ xử lý. Mặt khác, Bio-PE lại có tiềm năng lớn trong các ứng dụng bao bì và màng nông nghiệp.

Khả năng phân hủy sinh học trong nhựa sinh học là một giải pháp tuyệt vời để có thể giảm bớt các vấn đề môi trường

Tiềm năng tái chế: Nhựa sinh học có thể được tái chế thành vật liệu chất lượng cao hơn thông qua các phương pháp hóa học và sinh học mới. Khả năng này giúp kéo dài tuổi thọ của những vật liệu này và góp phần hơn nữa vào nền kinh tế tuần hoàn.

3. Lời kết

Năm loại nhựa sinh học nổi bật này đều mang lại lợi ích tuyệt vời nhất, đó là thay thế nhựa nguyên sinh hiện tại, giảm áp lực lên cả nguồn cung cấp nguyên liệu nhựa và hệ sinh thái môi trường. 
Sử dụng nhựa sinh học thực sự có thể là một bước đi sáng suốt, nhưng đòi hỏi nhiều nỗ lực và cân nhắc hơn để tận dụng hoàn toàn ưu điểm của chúng. Nghiên cứu và phát triển liên tục sẽ là chìa khóa để đưa ra bức tranh toàn cảnh về nhựa sinh học và các giải pháp nhựa bền vững khác.