Mitsui Chemicals phát triển nhựa phân hủy sinh học để chống ô nhiễm

Khi những thách thức về môi trường ngày càng gia tăng, ô nhiễm nhựa đã nổi lên như một mối lo ngại toàn cầu. Tầm nhìn về nhựa phân hủy tự nhiên và quay trở lại trái đất mang đến một giải pháp đầy hứa hẹn cho vấn đề "ô nhiễm trắng" ngày càng gia tăng. Các công ty khoa học vật liệu đổi mới đang phát triển nhựa phân hủy sinh học có thể thay đổi căn bản cách tiếp cận của chúng ta hướng tới sự bền vững.

Nhựa phân hủy sinh học là vật liệu có thể phân hủy thành nước, carbon dioxide và các phân tử nhỏ khác trong các điều kiện cụ thể thông qua hoạt động của vi sinh vật. Không giống như nhựa thông thường tồn tại trong môi trường, những vật liệu này được thiết kế để hoàn thành vòng đời của chúng thông qua các quá trình tự nhiên.

Dựa trên cơ chế phân hủy và yêu cầu về môi trường, nhựa phân hủy sinh học được chia thành nhiều loại:

• Nhựa phân hủy sinh học:Các vật liệu phân hủy trong môi trường tự nhiên như đất hoặc nước thông qua hoạt động của vi sinh vật. Các ví dụ bao gồm axit polylactic (PLA), polyhydroxyalkanoates (PHA) và polybutylene succinate (PBS).
• Nhựa có thể phân hủy:Vật liệu yêu cầu điều kiện ủ phân công nghiệp hoặc gia đình để phân hủy nhanh chóng. Chúng phải đáp ứng các tiêu chuẩn như EN 13432 hoặc ASTM D6400.
• Nhựa phân hủy quang:Vật liệu bị phân hủy khi tiếp xúc với tia cực tím.
• Nhựa phân hủy Oxo:Vật liệu có chứa các chất phụ gia tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình oxy hóa và phân hủy sinh học sau đó.

Nhựa phân hủy sinh học có thể có nguồn gốc từ dầu mỏ hoặc nguồn gốc thực vật:

• Dựa trên dầu mỏ:Chẳng hạn như PBAT (polybutylene adipate terephthalate), được đánh giá cao về tính linh hoạt và đặc tính xử lý.
• Dựa trên sinh học:Bao gồm PLA có nguồn gốc từ ngô hoặc mía, mang lại các đặc tính tái tạo và phân hủy sinh học.

Mặc dù cả hai thuật ngữ đều liên quan đến tính bền vững của môi trường nhưng chúng thể hiện các khái niệm khác nhau:

• Nhựa phân hủy sinh họctập trung vào khả năng phân hủy, bất kể nguồn nguyên liệu.
• Nhựa sinh họcnhấn mạnh các vật liệu có nguồn gốc từ thực vật, có thể phân hủy sinh học hoặc không.

Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy nhựa phân hủy sinh học thông qua hoạt động của enzym. Quá trình này bao gồm:

1. Khả năng bám dính của vi sinh vật trên bề mặt nhựa
2. Tiết enzyme để thủy phân phân tử nhựa
3. Hấp thụ axit hữu cơ thu được
4. Chuyển hóa trao đổi chất thành carbon dioxide và nước

Tốc độ phân hủy thay đổi đáng kể dựa trên các yếu tố môi trường bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ oxy và hoạt động của vi sinh vật.

• Giảm tích tụ chất thải nhựa
• Giảm thiểu ô nhiễm môi trường
• Hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn thông qua việc làm phân bón

• Yêu cầu môi trường cụ thể để phân hủy hiệu quả
• Khả năng ô nhiễm của dòng tái chế nhựa thông thường
• Nguy cơ thải bỏ không đúng cách do quan niệm sai lầm về khả năng phân hủy sinh học

Nhựa phân hủy sinh học ngày càng được sử dụng nhiều trong:

• Nông nghiệp:Màng phủ và chậu cây con phân hủy trong đất
• Bao bì thực phẩm:Túi thu gom chất thải hữu cơ tương thích với hệ thống ủ phân

• Môi trường mục đích sử dụng
• Yêu cầu về hiệu suất
• Điều kiện xuống cấp
• Tác động môi trường vòng đời

• Phát triển các chất thay thế nhựa sinh học
• Đổi mới trong công nghệ tái chế
• Nghiên cứu phương pháp sản xuất trung hòa carbon

Khi nhận thức ngày càng tăng và công nghệ tiến bộ, nhựa phân hủy sinh học sẽ là một con đường khả thi hướng tới việc giảm ô nhiễm nhựa và xây dựng một tương lai bền vững hơn.