Hóa học của nhựa phân hủy sinh học

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

cho nên trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá về hóa học của nhựa phân hủy sinh học và những điều thích xung quanh nhé!

Đôi nét

Nhựa phân hủy sinh học có vẻ như chúng đã xuất hiện ở khắp mọi nơi, nhưng thực tiễn 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 vật học phối hợp chỉ chiếm 1% thị trường nhựa toàn cầu. Mặc dù 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 khác biệt để tạo ra giữa các loại nhựa sinh vật học khác nhau. ví dụ như đối với một số loại nhựa có cỗi nguồn từ nhiên liệu hóa thạch được sản xuất từ ​​vật liệu sinh học thay thế. Mặt khác, có những loại nhựa được sản xuất từ ​​nguyên liệu thực vật dị biệt về mặt hóa học và trong bài viết này, chúng ta sẽ chỉ tụ họp vào loại nhựa này thôi.

Hóa học đằng sau

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

Polymer phân hủy sinh học hồ hết được sinh sản 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 khác 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 vật liệu thực từ vật.

TPS là nhựa phân hủy sinh vật học với khối lượng sản xuất lớn nhất. Đó là túi phân hủy sinh vật 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 sử dụng 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 – tỉ dụ như trong chỉ khâu y tế có thể phân hủy sinh vật học. Ở một chừng độ nào đó, việc dùng chúng cho các áp dụng khác bị giới hạn bởi phí sinh sản của chúng.

hoài đắt đỏ

Đây cũng là một vấn đề ảnh hưởng đến các loại nhựa phân hủy sinh vật học khác. tất thảy 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 sản xuất PLA có thể tốn kém hơn 20-50% so với nhựa thường ngày. Cây trồng mà từ đó các nguyên liệu thô được thu hoạch cần phải được trồng, và điều này đòi hỏi đất, phân bón, nước và thời gian. 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, chi phí của các loại nhựa này đang giảm, nhưng ngày nay chúng vẫn còn đắt đỏ.

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

thời kì phân hủy

Tất nhiên, điểm cuốn 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 học như cốc cà phê chả 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 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 xác thực để phá vỡ tối ưu. Nếu chúng bị chôn vùi dưới tuốt tuột 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 dầu chúng vẫn có thể phân hủy nhanh hơn nhựa bình 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 kết thúc 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 bằng lòng các sản phẩm làm từ polymer phân hủy sinh học.

thành ra, vẫn có những việc phải làm trước khi chúng ta có thể thu được toàn bộ lợi ích của nhựa phân hủy sinh học. Và người ta vẫn chưa thực sự khắc phục một số vấn đề khác với nhựa mà chúng ta hiện đang vật lộn. Thí dụ như chúng không phân hủy sinh vật học tốt trong nước biển. Ngay cả khi chúng ta chuyển thảy việc sử dụng 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 dùng rộng rãi hơn trong ngày mai. Đây là một điều hăng hái từ góc độ môi trường, nhưng cũng sẽ yêu cầu các nhà nước 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 mai sau. 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 .