Các loại nhựa sinh học phổ biến nhất hiện nay

Nhựa sinh học hay còn gọi là nhựa gốc sinh học là một loại nhựa được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo như tinh bột ngô, mía đường hoặc dầu thực vật. Rất nhiều loại nhựa sinh học đã được các nhà nghiên cứu phát triển dựa trên nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau. Bài viết này sẽ tìm hiểu chi tiết về các loại nhựa sinh học đã được phát triển thành công hiện nay.

1. Nhựa sinh học làm từ tinh bột

Nhựa làm từ tinh bột là nhựa sinh học được làm từ tinh bột như ngô, khoai tây và sắn; loại nhựa này chiếm khoảng 50% thị trường nhựa sinh học.

Nhựa làm từ tinh bột được tạo ra bằng cách chiết xuất tinh bột từ thực vật và chế biến nó thành polyme. Polymer này sau đó có thể được đúc thành nhiều hình dạng và hình dạng khác nhau, giống như nhựa truyền thống. Các kỹ thuật xử lý polyme thông thường có thể được sử dụng để xử lý tinh bột thành nhựa sinh học, chẳng hạn như ép đùn, ép phun, ép nén và đúc dung dịch.

Nhựa sinh học làm từ tinh bột nguyên chất rất giòn. Chất làm dẻo như glycerol, glycol và sorbitol cũng có thể được thêm vào để tinh bột cũng có thể được xử lý nhựa nhiệt dẻo. Các đặc tính của nhựa tinh bột thu được có thể được điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể bằng cách điều chỉnh lượng chất phụ gia này.

Nhựa làm từ tinh bột đã được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm, bao gồm bao bì thực phẩm, dao kéo dùng một lần và thậm chí cả đồ chơi. Nhựa làm từ tinh bột sẽ bị phân hủy theo thời gian khi tiếp xúc với các tác nhân. Nhựa làm từ tinh bột còn có lượng khí thải carbon thấp hơn nhựa truyền thống.

2. Nhựa sinh học Cellulose

Nhựa làm từ cellulose là một loại nhựa sinh học có nguồn gốc từ cellulose, một loại polymer tự nhiên có trong thực vật. Loại nhựa này có khả năng phân hủy sinh học và tái tạo.

Tuy nhiên, nhựa gốc xenlulo vẫn còn một số hạn chế, chẳng hạn như giá thành sản xuất tương đối cao. Tuy nhiên, sợi xenlulo được thêm vào nhựa tinh bột có thể cải thiện tính chất cơ học, tính thấm khí và khả năng chống nước do ít thấm nước hơn tinh bột.

3. Nhựa sinh học Chitosan

Nhựa sinh học Chitosan có nguồn gốc từ chitin, một loại polymer tự nhiên được tìm thấy trong bộ xương ngoài của động vật giáp xác; ví dụ như vỏ tôm. Nhựa sinh học chitosan có khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường.

Những loại nhựa sinh học này có nhiều ứng dụng, từ vật liệu đóng gói đến thiết bị y tế. Chúng cũng đang được sử dụng trong ngành nông nghiệp làm màng phủ có thể phân hủy sinh học.

Ngoài khả năng phân hủy sinh học, nhựa sinh học chitosan còn có đặc tính kháng khuẩn, khiến chúng thích hợp sử dụng trong bao bì thực phẩm để kéo dài thời hạn sử dụng và giảm lãng phí thực phẩm.

4. Nhựa sinh học làm từ rong biển

Nhựa sinh học làm từ rong biển có khả năng phân hủy sinh học và có tác động môi trường thấp hơn so với nhựa làm từ dầu mỏ. Chúng cũng có thể tái tạo và có nguồn gốc bền vững.

Loại nhựa sinh học này có nhiều ứng dụng, bao gồm đóng gói, thiết bị y tế và in 3D. Chúng cũng không độc hại và có thể được xử lý an toàn trong các cơ sở làm phân trộn.

Ngoài việc thân thiện với môi trường, nhựa sinh học từ rong biển còn có các đặc tính cơ học tuyệt vời, khiến chúng trở thành một lựa chọn khả thi cho các ngành công nghiệp khác nhau.

5. Nhựa sinh học PLA

Nhựa sinh học PLA (axit polylactic) được làm từ tinh bột ngô hoặc mía. Nhìn bề ngoài, nó tương tự như các loại nhựa truyền thống dựa trên hóa dầu thông thường như PS.

Ưu điểm của nó là có nguồn gốc từ thực vật và dễ dàng phân hủy sinh học. Tuy nhiên, nó có độ bền va đập, độ bền nhiệt và đặc tính rào cản kém hơn (ngăn chặn sự vận chuyển không khí qua màng).

PLA được sử dụng ở quy mô hạn chế để sản xuất màng, sợi, hộp nhựa, cốc và chai.

6. Nhựa sinh học PHA

Nhựa PHA (Polyhydroxyalkanoates) là các polyester tuyến tính được sản xuất trong tự nhiên bằng quá trình lên men vi khuẩn của đường hoặc lipid. Chúng được vi khuẩn tạo ra để lưu trữ carbon và năng lượng. Trong sản xuất công nghiệp, polyester được chiết xuất và tinh chế khỏi vi khuẩn bằng cách tối ưu hóa các điều kiện cho quá trình lên men đường.

PHA dẻo hơn và kém đàn hồi hơn các loại nhựa khác, đồng thời nó cũng có khả năng phân hủy sinh học. Những loại nhựa này đang được sử dụng rộng rãi trong ngành y tế.

7. Nhựa sinh học PHB

Nhựa PHB (Poly-3-hydroxybutyrate) là một loại polyester được sản xuất bởi một số loại vi khuẩn trong glucose và tinh bột ngô. Đặc tính của nó tương tự như đặc tính của nhựa polypropylen (PP).

PHB được chú ý bởi các đặc tính vật lý của nó. Nó có thể được xử lý thành màng trong suốt với nhiệt độ nóng chảy cao hơn 130 độ C và có khả năng phân hủy sinh học mà không có cặn.

PHB có nhiều ứng dụng, bao gồm đóng gói, dao kéo dùng một lần và thậm chí cả thiết bị cấy ghép y tế.

8. Nhựa PE gốc sinh học

Nhựa PE sinh học có thể được sản xuất bằng cách lên men các nguyên liệu nông nghiệp như mía hoặc ngô. Polyetylen có nguồn gốc sinh học giống hệt về mặt hóa học và vật lý với polyetylen truyền thống – nó không phân hủy sinh học nhưng có thể tái chế. Tuy nhiên nó sử dụng nguồn tài nguyên có thể tái tạo thay cho nguyên liệu hóa thạch như dầu mỏ.

9. Lời kết

Trong nỗ lực tạo ra một môi trường bền vững hơn, việc phát triển nhựa sinh học là rất quan trọng. Nhựa sinh học có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo và có khả năng làm giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nhựa truyền thống vốn có hại cho môi trường.

Tiếp tục nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này là điều cần thiết cho một tương lai xanh hơn. Bằng cách tạo ra nhiều loại nhựa sinh học hơn, chúng ta có thể mở rộng ứng dụng của chúng và biến chúng thành những lựa chọn thay thế khả thi hơn cho nhựa thông thường.

​(xem thêm: Nhựa sinh học là gì?)
​