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 ngày một 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 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.

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

Đôi nét

Nhựa phân hủy sinh học có vẻ như chúng đã xuất hiện ở khắp mọi nơi, nhưng thực tại chúng vẫn chiếm một tỷ lệ nhỏ trong số các loại nhựa mà chúng ta dùng. Tính đến năm 2018, nhựa phân hủy sinh vật học và nhựa sinh vật 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 khác biệt để tạo ra giữa các loại nhựa sinh học khác nhau. Thí dụ như đối với một số loại nhựa có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch được sinh sản từ ​​vật liệu sinh học thay thế. Mặt khác, có những loại nhựa được sinh sản từ ​​vật liệu thực vật khác biệt về mặt hóa học và trong bài viết này, chúng ta sẽ chỉ tập hợp vào loại nhựa này thôi.

Hóa học đằng sau

Nhựa phân hủy sinh vật học có nhiều loại khác nhau với những cách dùng 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 tức là chúng là cả thảy các polymer chuỗi dài được hình thành từ các đơn phân đơn giản.

Polymer phân hủy sinh học hầu 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 sản xuất 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 vật liệu từ thực vật.

TPS là nhựa phân hủy sinh học với khối lượng sinh sản 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 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 đích thực 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 sử dụng 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 mức độ nào đó, việc dùng chúng cho các vận dụng khác bị giới hạn bởi phí sinh sản của chúng.

chi phí đắt đỏ

Đây cũng là một vấn đề ảnh hưởng đến các loại nhựa phân hủy sinh vật học khác. vơ các loại nhựa này đắt hơn để sản xuất so với nhựa được sinh sản từ ​​nguyên 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 bình thường. 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 tình đối với nhựa phân hủy sinh vật học tăng lên và các phương pháp sản xuất hiệu quả hơn có sẵn, 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 ích 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 tính rằng nếu tất cả sinh sản nhựa chuyển sang sử dụng biopolymer, lượng khí thải nhà kính ở Mỹ sẽ giảm khoảng 25%.

thời gian phân hủy

cố 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 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 vật học, như tên gọi của chúng, phân hủy sinh 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 luốt 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 thường nhật, 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 bình thường khác là polyetylen terephthalate (PET). Vì lý do này, nhiều cơ sở tái chế không ưng các sản phẩm làm từ polymer phân hủy sinh học.

bởi vậy, vẫn có những việc phải làm trước khi chúng ta có thể thu được quơ lợi. của nhựa phân hủy sinh học. Và người ta vẫn chưa đích thực khắc phục một số vấn đề khác với nhựa mà chúng ta hiện đang vật lộn. ví dụ như chúng không phân hủy sinh vật học tốt trong nước biển. Ngay cả khi chúng ta chuyển quơ 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 vật học có khả năng sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong ngày mai. Đây là một điều tích cực từ giác độ môi trường, nhưng cũng sẽ yêu cầu 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. dòm 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 .