Blog

Nhựa phân hủy sinh học là gì? Nhựa phân hủy sinh học là loại nhựa có khả năng phân hủy thành các chất hữu cơ, CO2, H2O và các sinh khối khác dưới tác động của vi sinh vật trong điều kiện tự nhiên hoặc trong điều kiện xử lý sinh học. Thời gian phân hủy của nhựa phân hủy sinh học thường ngắn hơn nhiều so với nhựa thông thường, từ vài tháng đến vài năm.

Vào năm 2018, Liên Hợp Quốc đã tổng hợp rằng có 127 quốc gia đã ban hành luật quản lý túi nhựa, 27 quốc gia đã cấm hoặc hạn chế SUP và sản xuất các vật liệu nhựa cụ thể, và 63 quốc gia đã đề ra quy định mở rộng trách nhiệm của nhà sản xuất đối với SUP (Single-Use Plastic - nhựa dùng một lần). Trong số những yêu cầu cụ thể về thành phần vật liệu của túi nhựa, 35 quốc gia đã ủng hộ việc sử dụng và sản xuất nhựa có khả năng phân hủy sinh học. 

Từ đó, các loại nhựa phân hủy sinh học khác nhau đã thu hút sự quan tâm trên các phương tiện truyền thông chính thống, thường được coi là những vật liệu đột phá hứa hẹn trong việc giải quyết vấn đề khủng hoảng nhựa. Bài viết này sẽ điểm qua các loại nhựa phân hủy sinh học được ứng dụng nhiều nhất hiện nay.

1. Polylactic acid (PLA)

Polylactic acid (PLA) là một loại nhựa phân hủy sinh học được sản xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo, chẳng hạn như tinh bột ngô, rễ sắn, khoai tây chiên hoặc tinh bột hoặc mía. PLA là một loại nhựa nhiệt dẻo, có nghĩa là nó có thể được làm nóng và đúc thành các hình dạng khác nhau. 

Polylactic acid (PLA)

PLA được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:

• Bao bì thực phẩm: PLA được sử dụng để sản xuất bao bì thực phẩm có thể phân hủy sinh học, chẳng hạn như túi đựng thực phẩm, hộp đựng thức ăn và cốc uống nước.
• Đồ dùng gia dụng: PLA được sử dụng để sản xuất đồ dùng gia dụng có thể phân hủy sinh học, chẳng hạn như thìa, dĩa, dao và cốc.
• Y tế: PLA được sử dụng để sản xuất các thiết bị y tế có thể phân hủy sinh học, chẳng hạn như stent và ống thông.
• Công nghiệp: PLA được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như sản xuất sợi vải và các bộ phận máy móc.

2. Polyhydroxyalkanoate (PHA)

Nhựa phân hủy sinh học Polyhydroxyalkanoate (PHA) là một loại nhựa phân hủy sinh học có nguồn gốc từ quá trình lên men đường hoặc lipid trong tự nhiên của vi khuẩn. Nó bao gồm các polyester được làm từ axit R-hydroxy alkanoic. PHA có nhiều ưu điểm so với nhựa truyền thống, bao gồm:

• Khả năng phân hủy sinh học: PHA có thể phân hủy hoàn toàn thành CO2, H2O và sinh khối trong môi trường đất, nước hoặc đại dương. Điều này giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe con người.
• Nguồn nguyên liệu tái tạo: PHA được sản xuất từ các nguyên liệu tái tạo như đường, tinh bột, dầu thực vật,... Đây là một giải pháp bền vững cho vấn đề cạn kiệt tài nguyên hóa thạch.
• Tính chất vật lý và hóa học tốt: PHA có nhiều tính chất vật lý và hóa học tương tự như nhựa truyền thống, bao gồm độ bền, độ dẻo, khả năng chống va đập,... Điều này giúp PHA có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Polyhydroxyalkanoate (PHA)

Ứng dụng của PHA

• Đóng gói: PHA có thể được sử dụng để sản xuất túi đựng, hộp đựng, bao bì thực phẩm,...
• Thiết bị y tế: PHA có thể được sử dụng để sản xuất ống tiêm, ống thông, dụng cụ phẫu thuật,...
• Nông nghiệp: PHA có thể được sử dụng để sản xuất phân bón hữu cơ, vật liệu trồng trọt,...

3. Polybutylene succinate (PBS)

Polybutylene succinate (PBS) là một loại nhựa phân hủy sinh học nhiệt dẻo thuộc họ polyester, được sản xuất từ nguồn gốc sinh học. PBS là một loại nhựa có thể phân hủy hoàn toàn thành nước và carbon dioxide bởi các vi sinh vật trong môi trường tự nhiên, không gây ô nhiễm môi trường.

Polybutylene succinate (PBS)

PBS được sản xuất từ các nguyên liệu tự nhiên, bao gồm:

• 1,4-butanediol: Một loại rượu được sản xuất từ ngô, khoai mì, mía đường,...
• Axit succinic: Một loại axit hữu cơ được sản xuất từ mía đường, ngô,...

PBS có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm:

• Bao bì thực phẩm
• Bao bì y tế
• Đồ chơi
• Vật liệu xây dựng
• Nhựa kỹ thuật

4. Polyvinyl alcohol (PVA)

Polyvinyl alcohol (PVA) là một loại nhựa phân hủy sinh học được sản xuất từ vinyl acetate. Nó là một polyme tổng hợp, có nghĩa là nó được tổng hợp từ các đơn vị hóa học nhỏ hơn. Trong trường hợp của PVA, các đơn vị hóa học là vinyl acetate, có công thức hóa học là CH2=CHOCOCH3.

PVA có nhiều tính chất hữu ích, khiến nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng. Nó là một chất rắn, không màu, không mùi, hòa tan trong nước và có khả năng chống ẩm, dầu và hóa chất. PVA cũng có độ bền kéo cao và độ dẻo dai, khiến nó trở thành một chất kết dính và chất bảo vệ tuyệt vời.

Một trong những tính chất quan trọng nhất của PVA là khả năng phân hủy sinh học của nó. PVA có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật trong đất, nước hoặc không khí. Điều này khiến nó trở thành một lựa chọn bền vững hơn so với các loại nhựa khác, chẳng hạn như nhựa polyethylene terephthalate (PET) hoặc polystyrene (PS).

Polyvinyl alcohol (PVA)

PVA được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:

• Sản xuất giấy
• Sản xuất sơn và chất phủ
• Sản xuất sợi dệt
• Sản xuất keo và chất kết dính
• Sản xuất các sản phẩm y tế
• Sản xuất các sản phẩm đóng gói

5. Cellulose acetate (CA)

Cellulose acetate (CA) là một loại nhựa phân hủy sinh học được tạo ra từ cellulose, một polysaccharide tự nhiên được tìm thấy trong thực vật. CA được sản xuất bằng cách xử lý cellulose với axit axetic và anhydride axetic. Quá trình này tạo ra các liên kết axetat giữa các phân tử cellulose, làm cho chúng trở nên hòa tan trong các dung môi hữu cơ như aceton và tetrahydrofuran.

CA có nhiều tính chất vật lý và hóa học độc đáo, khiến nó trở thành một vật liệu linh hoạt và đa năng. CA là một vật liệu nhẹ, bền, không thấm nước và có khả năng chống cháy. Nó cũng là một vật liệu dẫn điện kém, khiến nó trở thành một lựa chọn tốt cho các ứng dụng điện tử.

Cellulose acetate (CA)

CA được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, bao gồm:

• Nhựa: CA được sử dụng để sản xuất nhiều loại nhựa, bao gồm vải, phim, ống, và bộ phận ô tô.
• Sợi: CA được sử dụng để sản xuất sợi được sử dụng trong vải, quần áo, và phụ kiện.
• Sơn và vecni: CA được sử dụng trong sơn và vecni để tạo ra một lớp phủ bóng, chống thấm nước.
• Dược phẩm: CA được sử dụng trong một số loại thuốc và thực phẩm chức năng.

6. Axit polyglycolic (PGA)

Polyglycolic acid (PGA) là một loại nhựa phân hủy sinh học được làm từ các axit glycolic, được sản xuất bởi quá trình lên men các nguồn carbohydrate tự nhiên như củ cải đường, mía và ngô. PGA là một loại nhựa nhiệt dẻo, có nghĩa là nó có thể được nung chảy và đúc thành nhiều hình dạng khác nhau.

Axit polyglycolic (PGA)

PGA có nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:

• Bao bì: PGA có thể được sử dụng để sản xuất túi, hộp và các bao bì khác. Nó là một lựa chọn thay thế bền vững cho các bao bì nhựa truyền thống, vì nó có thể phân hủy sinh học và không chứa các chất hóa học độc hại.
• Y tế: PGA được sử dụng trong nhiều ứng dụng y tế, chẳng hạn như chỉ khâu, vít và bản vá. Nó được phân hủy sinh học trong cơ thể, vì vậy nó không cần phải được loại bỏ bằng phẫu thuật.
• Công nghiệp: PGA được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như linh kiện điện tử và vật liệu xây dựng. Nó có độ bền và khả năng chống ăn mòn cao.

7. Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin

Nhựa phân hủy sinh học là loại nhựa có khả năng phân hủy thành các chất vô cơ an toàn, không độc hại như CO2, H2O, sinh khối,... dưới tác động của vi sinh vật trong môi trường tự nhiên. Nhựa phân hủy sinh học có thể được làm từ nguyên liệu có nguồn gốc tái tạo, chẳng hạn như tinh bột ngô, khoai, sắn,... hoặc từ nguyên liệu có nguồn gốc hóa thạch, chẳng hạn như dầu mỏ.

Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin

Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin là một loại nhựa phân hủy sinh học được làm từ lignin, một hợp chất hữu cơ có trong thực vật. Lignin là thành phần chính của gỗ, chiếm khoảng 25-35% khối lượng gỗ khô. Lignin có tính chất bền vững, cứng cáp, chống thấm nước, chống cháy,... và có thể được phân hủy thành các chất vô cơ an toàn dưới tác động của vi sinh vật. Một số ứng dụng cụ thể của vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin:

• Bao bì thực phẩm: Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin có thể được sử dụng để sản xuất bao bì thực phẩm, thay thế cho các loại bao bì nhựa truyền thống. Vật liệu này có khả năng kháng khuẩn, chống thấm nước, chống thấm khí,... giúp bảo vệ thực phẩm khỏi sự xâm nhập của vi khuẩn và ô nhiễm.
• Vật liệu xây dựng: Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu xây dựng, như bê tông, gạch,... Vật liệu này có độ bền cơ học cao, chống thấm nước, chống cháy,... giúp tăng tuổi thọ và khả năng chịu lực của công trình xây dựng.
• Vật liệu nội thất: Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu nội thất, như bàn ghế, tủ,... Vật liệu này có độ bền cao, chống trầy xước, chống ẩm,... giúp tăng tuổi thọ và vẻ đẹp của đồ nội thất.
• Phụ tùng ô tô, xe máy: Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin có thể được sử dụng để sản xuất phụ tùng ô tô, xe máy, như vỏ xe, tấm chắn,... Vật liệu này có độ bền cao, chịu lực tốt, chống ăn mòn,... giúp tăng tuổi thọ và khả năng vận hành của phương tiện.
• Đồ dùng gia dụng, đồ chơi: Vật liệu tổng hợp polymer dựa trên lignin có thể được sử dụng để sản xuất đồ dùng gia dụng, đồ chơi, như bát đũa, đồ chơi trẻ em,... Vật liệu này có độ bền cao, an toàn cho sức khỏe,... giúp tăng tuổi thọ và sự tiện lợi của đồ dùng gia dụng, đồ chơi.