Khi thị trường nhựa sinh học ngày càng phát triển, các nhà sản xuất và các nhà lãnh đạo trong lĩnh vực phát triển bền vững ngày càng quan tâm đến việc hiểu rõ các đặc tính của từng loại nhựa. Trong số các vật liệu phổ biến nhất hiện nay có PLA (Polylactic Acid), PBAT (Polybutylene Adipate Terephthalate) và PHA (Polyhydroxyalkanoates). Mỗi vật liệu mang đến những đặc tính riêng biệt, ảnh hưởng đến khả năng sử dụng, phân hủy và dấu chân sinh thái. Bài viết này sẽ phân tích cách nhựa PHA nổi bật so với PLA và PBAT.
1. Nguồn gốc và nguyên liệu đầu vào
Nhựa PHA được tổng hợp thông qua quá trình lên men vi sinh từ đường hoặc lipid. Khác với PLA, được tạo ra từ quá trình lên men tinh bột thực vật như ngô hoặc mía đường, và PBAT – một loại co-polyester có nguồn gốc từ dầu mỏ, PHA hoàn toàn có nguồn gốc sinh học và được sản xuất trực tiếp nhờ vào vi khuẩn. Nguồn gốc sinh học này khiến PHA gần giống như các biopolymer tự nhiên có trong sinh giới.
Điều khiến nhựa PHA đặc biệt hấp dẫn là sự linh hoạt về nguồn nguyên liệu. Nó có thể được sản xuất từ các nguồn phi thực phẩm như phụ phẩm nông nghiệp, dầu ăn đã qua sử dụng và thậm chí là từ các dòng thải. Điều này mang lại cho PHA lợi thế rõ rệt trong các cuộc thảo luận về an ninh lương thực và tính bền vững của nguồn nguyên liệu.
2. Khả năng phân hủy sinh học
Cả ba loại vật liệu – PHA, PLA và PBAT – đều được phân loại là có khả năng phân hủy sinh học, nhưng chúng khác biệt đáng kể về môi trường và thời gian phân hủy.
Nhựa PHA nổi tiếng nhờ khả năng phân hủy rất tốt trong nhiều điều kiện khác nhau. Theo ResearchGate, nghiên cứu cho thấy tốc độ phân hủy trung bình của PHA trong môi trường biển dao động từ 0,04 đến 0,09 mg·ngày⁻¹·cm⁻², tùy thuộc vào điều kiện môi trường. Điều này mang lại cho PHA một lợi thế lớn về môi trường, đặc biệt là trong việc giảm tích tụ vi nhựa ở đại dương.
PLA, mặc dù cũng là vật liệu phân hủy sinh học, nhưng thường cần các điều kiện ủ phân công nghiệp để có thể phân hủy hiệu quả. Tiêu chuẩn EN 13432 yêu cầu nhựa PLA phải phân hủy ít nhất 90% trong vòng 6 tháng trong điều kiện ủ công nghiệp. Nó ít thích hợp với môi trường tự nhiên hoặc hệ thống ủ phân tại nhà.
PBAT được thiết kế để có thể phân hủy trong môi trường công nghiệp và thường được phối trộn với PLA để cải thiện tính dẻo và tốc độ phân hủy. Sản phẩm như ecoflex® của BASF đã được chứng nhận phân hủy công nghiệp theo các tiêu chuẩn quốc tế như EN 13432 và ASTM D6400.
3. Hiệu suất và khả năng gia công
Xét về đặc tính cơ học, nhựa PHA có những đặc điểm tương tự như polypropylene, bao gồm độ linh hoạt và khả năng chống tia UV. Tuy nhiên, tính giòn và thời gian kết tinh chậm có thể là điểm yếu trong một số ứng dụng, khiến nó cần được pha trộn hoặc hiệu chỉnh thêm.
PLA nổi bật nhờ độ cứng cao và độ trong suốt, là lựa chọn lý tưởng cho ngành bao bì, in 3D và các sản phẩm dùng một lần. Tuy nhiên, nó có xu hướng dễ gãy và khả năng chịu nhiệt kém. PBAT lại cung cấp độ dẻo và khả năng gia công cao tương tự như nhựa LDPE, vì vậy thường được sử dụng trong các sản phẩm dạng màng, túi và bao bì cần tính đàn hồi.
Trong khi PLA và PBAT có thể được xử lý tương đối dễ dàng bằng thiết bị gia công nhựa hiện có, thì PHA cần được xử lý bằng thiết bị chuyên biệt do tính nhạy cảm với sự phân hủy nhiệt.
4. Tác động môi trường và chứng nhận
Về mặt môi trường, nhựa PHA mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Nó được sản xuất từ nguồn tái tạo, có thể phân hủy trong môi trường tự nhiên và góp phần giải quyết ô nhiễm nhựa ở đại dương. Nhiều dòng PHA đã được chứng nhận có khả năng phân hủy tại nhà và trong môi trường biển.
PLA cũng có nguồn gốc sinh học và phát thải ít khí nhà kính hơn so với nhựa hóa thạch trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, các hạn chế ở giai đoạn xử lý cuối vòng đời làm giảm tiềm năng bền vững của nó.
PBAT có nguồn gốc từ dầu mỏ và không được coi là bio-based, dù vẫn được chứng nhận phân hủy công nghiệp theo các tiêu chuẩn như EN 13432 và ASTM D6400.
5. Ứng dụng thị trường
Nhựa PHA ngày càng được chú ý trong các ngành cần khả năng phân hủy ở môi trường không kiểm soát – như màng phủ nông nghiệp, lưới đánh cá, sản phẩm dùng một lần có nguy cơ thất thoát ra môi trường. Ngoài ra, PHA còn được ứng dụng trong y tế như chỉ khâu, vật liệu cấy ghép nhờ đặc tính tương thích sinh học.
PLA đang chiếm lĩnh thị trường bao bì, dao nĩa, in 3D và thường được phối trộn với PBAT để tạo ra sản phẩm dẻo hơn. PBAT thích hợp với các ứng dụng cần độ đàn hồi cao như túi rác phân hủy, màng bọc thực phẩm.
6. Kết luận
Dù PLA, PBAT và PHA đều đóng vai trò quan trọng trong xu hướng phát triển nhựa bền vững, nhựa PHA nổi bật nhờ nguồn gốc tự nhiên, khả năng phân hủy vượt trội và tiềm năng giải quyết ô nhiễm nhựa ở môi trường đất và biển. Khi công nghệ ngày càng hoàn thiện và chi phí giảm dần, PHA được kỳ vọng sẽ trở thành vật liệu chủ lực trong danh mục nhựa sinh học toàn cầu.
Các doanh nghiệp hướng đến hiệu suất môi trường cao và tuân thủ các chính sách giảm rác thải nên cân nhắc tích hợp nhựa PHA vào chiến lược vật liệu của mình.
7. Giới thiệu về EuroPlas
EuroPlas là một trong những nhà sản xuất hạt nhựa và compound nhựa sinh học hàng đầu thế giới, sở hữu 7 nhà máy tại Việt Nam và Ai Cập với tổng công suất lên đến 800.000 tấn mỗi năm. Sản phẩm của EuroPlas đã có mặt tại hơn 95 quốc gia và vùng lãnh thổ.
Dòng sản phẩm BiONext của EuroPlas bao gồm các loại compound nhựa sinh học dựa trên nền PLA, PHA và PBAT, được thiết kế riêng cho các ứng dụng đa dạng như bao bì thực phẩm, nông nghiệp, sản phẩm tiêu dùng và vật liệu kỹ thuật. Với định hướng đổi mới sáng tạo và phát triển bền vững, EuroPlas giúp khách hàng toàn cầu giảm thiểu dấu chân carbon mà vẫn đảm bảo hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm đầu ra.
Khám phá thêm tại Blog EuroPlas hoặc liên hệ với chúng tôi qua Trang liên hệ.