Hóa học của nhựa phân hủy sinh học

Gần đây hồ hết những công ty thực phẩm hay đồ uống đang dần chuyển sang bao bì tự phân hủy sinh học để thân thiện hơn với môi trường. Do rác thải nhựa trên thế giới càng ngày càng tăng và ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của mọi người. Bạn có thể tự hỏi những nguyên liệu nào đứng sau các sản phẩm phân hủy sinh vật học này, và chính xác chúng tốt hơn cho môi trường như thế nào so với các vật liệu mà chúng đã thay thế.

thành thử trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá về hóa học của nhựa phân hủy sinh vật học và những điều xăm xung quanh nhé!

Đôi nét

Nhựa phân hủy sinh học có vẻ như chúng đã xuất hiện ở khắp mọi nơi, nhưng thực tế chúng vẫn chiếm một tỷ lệ nhỏ trong số các loại nhựa mà chúng ta sử dụng. Tính đến năm 2018, nhựa phân hủy sinh vật học và nhựa sinh học kết hợp chỉ chiếm 1% thị trường nhựa toàn cầu. dù rằng việc dùng của chúng đang tăng lên, nhưng các chuyên gia vẫn chỉ dự báo chúng sẽ chiếm 2,5% thị trường vào năm 2020.

Có một sự dị biệt để tạo ra giữa các loại nhựa sinh vật học khác nhau. tỉ dụ như đối với một số loại nhựa có nguồn cội từ nhiên liệu hóa thạch được sinh sản từ ​​nguyên liệu sinh vật học thay thế. Mặt khác, có những loại nhựa được sinh sản từ ​​vật liệu thực vật dị biệt về mặt hóa học và trong bài viết này, chúng ta sẽ chỉ tụ hợp vào loại nhựa này thôi.

Hóa học đằng sau

Nhựa phân hủy sinh vật học có nhiều loại khác nhau với những cách sử dụng khác nhau. Ba loại thường được sử dụng là axit polylactic (PLA), tinh bột nhiệt dẻo (TPS) và polyhydroxyalkanoates (PHAs). Trong đó, từ “poly” có nghĩa là chúng là bít tất các polymer chuỗi dài được hình thành từ các đơn phân đơn giản.

Polymer phân hủy sinh vật học hồ hết được sản xuất từ ​​vật liệu thực vật. PLA thu được từ tinh bột lên men, từ ngô, sắn, mía hoặc củ cải đường. TPS được sinh sản bằng cách đun nóng tinh bột từ vật liệu thực vật với nước và trộn với chất hóa dẻo. PHA dị biệt ở chỗ chúng được chiết xuất từ ​​vi khuẩn, sản sinh ra nó bằng cách lên men đường hoặc lipit thu được từ chất thải hoặc nguyên liệu từ thực vật.

TPS là nhựa phân hủy sinh học với khối lượng sinh sản lớn nhất. Đó là túi phân hủy sinh học mới lạ mà bạn có thể tìm thấy trong các siêu thị? Hay những loại dao, nĩa bằng nhựa thường được sử dụng trong các buổi party ngoài trời cũng có thể thay thế bằng TPS.

Các loại nhựa phân hủy sinh vật học khác như PLA, có khối lượng sinh sản lớn thứ hai. Nó được dùng trong màng nhựa, chai, và hộp đựng thức ăn. Các tách cà phê phân hủy sinh học tại những quán cà phê địa phương của bạn đã chuyển sang chưa? Họ đã lót bằng PLA để ngăn cà phê thấm qua các tông, thay thế lớp lót nhựa trước đó. PLA thực sự có điểm nóng chảy tương đối thấp, do đó, khi cần chịu được nhiệt độ cao hơn, nó được dùng ở dạng tinh thể, bền với nhiệt hơn.

PHA thường ít thấy dùng hơn mà chúng ta gặp phải hàng ngày. Tuy nhiên, chúng có công dụng y tế – ví dụ như trong chỉ khâu y tế có thể phân hủy sinh vật học. Ở một mức độ nào đó, việc sử dụng chúng cho các ứng dụng khác bị giới hạn bởi chi phí sản xuất của chúng.

hoài đắt đỏ

Đây cũng là một vấn đề ảnh hưởng đến các loại nhựa phân hủy sinh vật học khác. tất cả các loại nhựa này đắt hơn để sản xuất so với nhựa được sản xuất từ ​​vật liệu hóa thạch (tính theo trọng lượng). Theo Viện Trái đất tại Đại học Columbia, việc sinh sản PLA có thể tốn kém hơn 20-50% so với nhựa bình thường. Cây trồng mà từ đó các vật liệu thô được thu hoạch cần phải được trồng, và điều này đòi hỏi đất, phân bón, nước và thời kì. Khi sự nhiệt thành đối với nhựa phân hủy sinh vật học tăng lên và các phương pháp sinh sản hiệu quả hơn có sẵn, tổn phí của các loại nhựa này đang giảm, nhưng ngày nay chúng vẫn còn đắt đỏ.

Dù đắt như vậy nhưng việc sinh sản chúng cũng có những lợi ích đáng kể cho môi trưởng. Khối lượng khí nhà kính phát ra trong quá trình sản xuất của chúng ít hơn so với nhựa dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Người ta đã ước tính rằng nếu thảy sản xuất nhựa chuyển sang dùng biopolymer, lượng khí thải nhà kính ở Mỹ sẽ giảm khoảng 25%.

thời gian phân hủy

hẳn nhiên, điểm cuộn quan trọng của nhựa phân hủy sinh học nằm ở tên của chúng – khả năng phân hủy sinh vật học. Nói là vậy nhưng nếu bạn xài một loại nhựa phân hủy sinh vật học như cốc cà phê chẳng hạn thì bạn sẽ yên tâm chúng tốt cho môi trường và phân hủy nhanh khi chúng ta vứt đi? Không nhanh như vậy đâu bạn ạ!

Nhựa phân hủy sinh vật học, như tên gọi của chúng, phân hủy sinh vật học – nhưng các điều kiện cần phải đúng. Chúng cần một môi trường ẩm ướt với nhiều oxy (điều kiện hiếu khí), các vi sinh vật , pH và nhiệt độ chính xác để phá vỡ tối ưu. Nếu chúng bị chôn vùi dưới hết thảy các bãi rác khác tại địa điểm chôn lấp tại địa phương của bạn, rất khó có thể đáp ứng các điều kiện này. Mặc dù chúng vẫn có thể phân hủy nhanh hơn nhựa thông thường, nhưng nó sẽ còn hơn cả vài tháng hoặc thậm chí nhiều năm.

Hạn chế

Nhựa phân hủy sinh vật học được thiết kế cho các cơ sở sinh sản công nghiệp phân hữu cơ nhiệt độ cao. Vậy thì có vấn đề gì xảy ra? Những cơ sở này có sẵn ở khắp mọi nơi. Và nếu nhựa phân hủy sinh học chấm dứt trong thùng tái chế với các loại nhựa khác, chúng có thể làm nhiễm bẩn và gây ra vấn đề. PLA có thể gây ra vấn đề với việc tái chế một loại nhựa thông thường khác là polyetylen terephthalate (PET). Vì lý do này, nhiều cơ sở tái chế không chấp thuận các sản phẩm làm từ polymer phân hủy sinh học.

vì thế, vẫn có những việc phải làm trước khi chúng ta có thể thu được tất cả lợi. của nhựa phân hủy sinh vật học. Và người ta vẫn chưa thực sự khắc phục một số vấn đề khác với nhựa mà chúng ta hiện đang vật lộn. ví dụ như chúng không phân hủy sinh học tốt trong nước biển. Ngay cả khi chúng ta chuyển cả thảy việc dùng nhựa của mình sang loại nhựa này, nó sẽ không giải quyết được mối lo ngại về ô nhiễm nhựa trong đại dương của chúng ta.

Nói tóm lại, nhựa phân hủy sinh học có khả năng sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong tương lai. Đây là một điều hăng hái từ góc độ môi trường, nhưng cũng sẽ đề nghị các quốc gia phát triển cơ sở hạ tầng để tái chế tối ưu các nguyên liệu này. Dần dần, điều này sẽ cho phép chúng ta giảm sự phụ thuộc vào nhựa và các nguồn tài nguyên không tái tạo, cũng như giảm phát thải khí nhà kính .

Đến đây thì bài viết đã hết rồi. nhóng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong ngày mai. Lần sau nếu có ai hỏi về nhựa phân hủy sinh học thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Compound Interest , Bảo vệ rừng và môi trường , Gisha E. Luckachan và Immago .