Hình minh họa: Quá trình phân hủy sinh học

Nhựa compostable là một thế hệ nhựa mới có khả năng phân hủy sinh học thông qua quá trình ủ phân. Chúng có nguồn gốc nói chung từ các nguyên liệu thô tái tạo như tinh bột (ví dụ ngô, khoai tây, khoai mì v.v.), cellulose, protein đậu nành, axit lactic, v.v., không độc hại trong sản xuất và ưu điểm phân hủy trở lại thành carbon dioxide, nước, sinh khối, v.v... Một số loại nhựa có thể phân hủy có thể không có nguồn gốc từ các vật liệu tái tạo, mà thay vào đó có nguồn gốc từ dầu mỏ hoặc do vi khuẩn tạo ra thông qua quá trình lên men vi sinh vật.

Hiện nay, có một số loại nhựa có thể phân hủy khác nhau có sẵn trên thị trường và số lượng đang tăng lên mỗi ngày. Nguyên liệu thô được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất nhựa có thể phân hủy là tinh bột ngô, được chuyển đổi thành polymer có đặc tính tương tự như các sản phẩm nhựa thông thường. Các loại nhựa có thể phân hủy khác có sẵn từ tinh bột khoai tây, protein đậu nành, cellulose và cũng từ dầu mỏ và dầu mỏ bằng các sản phẩm.

Thật trực quan khi nghĩ rằng nhựa có thể phân hủy có thể được lấy từ dầu mỏ, khi tất cả các sản phẩm nhựa thông thường có nguồn gốc từ dầu mỏ và không thể phân hủy được. Tuy nhiên, có những loại nhựa có thể phân hủy được chứng nhận có sẵn trên thị trường, có nguồn gốc từ dầu mỏ và lĩnh vực nhựa có thể phân hủy liên tục phát triển với các vật liệu và công nghệ mới đang được đưa vào thị trường. Thậm chí còn có nghiên cứu đang được thực hiện để tạo ra nhựa có thể phân hủy từ carbon dioxide.

Tính chất các loại nhựa có thể phân hủy cho các tính chất nhựa bắt chước phần lớn và các loại nhựa khác nhau có các tính chất khác nhau liên quan đến khả năng chịu nhiệt, độ bền kéo, khả năng chịu va đập, MVTR, hàng rào oxy, v.v. chỉ 110F, trong khi các loại nhựa có thể phân hủy khác có thể có khả năng chịu nhiệt cao hơn nhiều.

Phân hủy sinh học & khả năng phân hủy

Nhựa sinh học có thể mất nhiều thời gian khác nhau để ủ hoàn toàn, dựa trên nguyên liệu và có nghĩa là được ủ trong một cơ sở ủ phân thương mại, nơi có thể đạt được nhiệt độ phân ủ cao hơn và trong khoảng 90-80 ngày. Hầu hết các tiêu chuẩn quốc tế hiện tại yêu cầu phân hủy sinh học 60% trong vòng 180 ngày cùng với các tiêu chí nhất định khác để nhựa hoặc sản phẩm được gọi là phân trộn. Điều quan trọng là phải phân biệt giữa phân hủy, phân hủy sinh học và ủ phân. Các thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau.

Nhựa có thể phân hủy là nhựa "có khả năng phân hủy sinh học trong khu vực ủ phân như là một phần của chương trình có sẵn, do đó nhựa không thể phân biệt được bằng mắt và phân hủy thành carbon dioxide, nước, hợp chất vô cơ và sinh khối, với tốc độ phù hợp với các vật liệu có thể phân hủy được biết đến (ví dụ cellulose). và không để lại dư lượng độc hại. " Hiệp hội Thử nghiệm & Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM).

Để nhựa được gọi là có thể phân hủy, cần phải đáp ứng ba tiêu chí:

- Biodegrade - phân hủy thành carbon dioxide, nước, sinh khối với tốc độ tương đương cellulose (giấy).

- Phân rã - nguyên liệu không thể phân biệt trong phân trộn, không thể nhìn thấy và cần phải sàng lọc.

- Độc tính sinh thái - sự phân hủy sinh học không tạo ra bất kỳ vật liệu độc hại nào và phân hữu cơ có thể hỗ trợ sự phát triển của thực vật.

Nhựa phân hủy sinh học là nhựa sẽ bị phân hủy do tác động của vi sinh vật tự nhiên, như vi khuẩn, nấm, vv trong một thời gian. Lưu ý, rằng không có yêu cầu để lại "không có dư lượng độc hại", và cũng như không có yêu cầu về thời gian cần thiết để phân hủy sinh học.

Nhựa phân hủy là nhựa sẽ trải qua một sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc hóa học của nó trong các điều kiện môi trường cụ thể dẫn đến mất một số tính chất. Xin lưu ý rằng không có yêu cầu nào về việc nhựa phải xuống cấp do tác động của "vi sinh vật tự nhiên" hoặc bất kỳ tiêu chí nào khác cần thiết cho nhựa có thể phân hủy.

Do đó, một loại nhựa có thể phân hủy nhưng không phân hủy được hoặc có thể phân hủy sinh học nhưng không thể phân hủy được (nghĩa là nó bị phân hủy quá chậm để được gọi là phân hủy hoặc để lại dư lượng độc hại).

Thời gian ủ phân dự kiến:

Tốc độ phân hủy sinh học cho các loại vật liệu sinh học khác nhau phụ thuộc vào thành phần và độ dày của vật liệu cũng như các điều kiện ủ phân. Các cơ sở sản xuất phân bón thương mại nghiền các vật liệu, nhiệt độ cao, do đó giảm thời gian cần thiết để ủ phân và do đó, là phương pháp được khuyến nghị để ủ các sản phẩm này. Tốc độ ủ phân tại nhà chậm hơn và có thể thay đổi, tùy thuộc vào tần suất đóng cọc, độ ẩm và hàm lượng vật liệu và nhiệt độ. Dụng cụ ủ phân tại nhà không được khuyến cáo, do độ dày của chúng và chúng có thể không bị hỏng trong vài năm. Tương tự, các sản phẩm Ingeo không được khuyến cáo để ủ tại nhà.

Tiêu chuẩn

Hiện tại có rất ít các tổ chức quốc tế đã thiết lập các tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm cho khả năng phân hủy, cụ thể là:

- Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ ASTM-6400-99

- Ủy ban Tiêu chuẩn Châu Âu (CEN) EN13432

- Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) ISO14855 (chỉ dành cho phân hủy sinh học)

- Viện Tiêu chuẩn Đức (DIN) DIN V49000

- Các tiêu chuẩn ASTM, CEN và DIN xác định các tiêu chí phân hủy sinh học, phân rã và độc tính sinh thái đối với một loại nhựa được gọi là phân trộn.

Khả năng phân hủy, phân hủy sinh học, ủ phân được xác định bằng cách nào?

- Khả năng phân hủy sinh học được xác định bằng cách đo lượng CO2 được tạo ra trong một khoảng thời gian nhất định bằng nhựa phân hủy sinh học. Các tiêu chuẩn yêu cầu chuyển đổi 60% carbon thành carbon dioxide trong vòng 180 ngày đối với các loại nhựa được làm từ polymer đơn và 90% chuyển đổi carbon thành carbon dioxide cho các polyme đồng hoặc hỗn hợp polymer.

- Sự tan rã được đo bằng cách sàng vật liệu để xác định kích thước phân hủy sinh học và dưới 10% nên duy trì 2 mm trong vòng 120 ngày.

- Độc tính sinh thái được đo bằng cách có nồng độ kim loại nặng dưới giới hạn được đặt ra theo tiêu chuẩn và bằng cách kiểm tra sự phát triển của cây bằng cách trộn phân với đất ở các nồng độ khác nhau và so sánh với phân hữu cơ có kiểm soát.