Liệu nhựa sinh học phân hủy sinh học có đáp ứng được lời hứa của chúng không?

Khi thế giới đang vật lộn với rác thải nhựa, dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050, thì chỉ riêng việc tái chế không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng đối với nguyên liệu nhựa. Đây chính là lúc nhựa sinh học phát huy tác dụng, mang đến giải pháp tiềm năng để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm thiểu dấu chân sinh thái. Một số loại nhựa sinh học này có thể được coi là có thể phân hủy sinh học. Tính chất này đang được sử dụng như thế nào và liệu nhựa sinh học có thể phân hủy sinh học có thể đáp ứng được lời hứa của chúng không?

Trong báo cáo nghiên cứu thị trường mới nhất của IDTechEx về chủ đề "Nhựa sinh học 2025-2035: Công nghệ, Thị trường, Đối thủ và Dự báo", toàn bộ các loại nhựa có nguồn gốc từ nguyên liệu sinh học, bao gồm nhựa có thể phân hủy sinh học, chẳng hạn như axit poly-lactic (PLA) và polyhydroxyalkanoate (PHA).

1. Nhựa sinh học phân hủy sinh học

Nhựa sinh học có nhiều dạng khác nhau, một số được thiết kế để thay thế trực tiếp cho nhựa thông thường như polypropylene (PP), polyethylene (PE) và polyethylene terephthalate (PET). Những loại nhựa sinh học "thả vào" này có thể được sử dụng trực tiếp trong các quy trình sản xuất hiện có với các điều chỉnh tối thiểu, khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với các ngành công nghiệp đang tìm kiếm sự chuyển đổi liền mạch sang các vật liệu bền vững hơn. Ưu điểm chính của những loại nhựa sinh học này là khả năng tích hợp vào cơ sở hạ tầng nhựa hiện tại trong khi vẫn giảm thiểu tác động đến môi trường do có nguồn gốc sinh học.

Mặt khác, có những loại nhựa sinh học như axit polylactic (PLA) và polyhydroxyalkanoate (PHA) không dễ thay thế bằng nhựa truyền thống. Những vật liệu này thường cần được biến đổi hoặc pha trộn với các loại polyme khác để cải thiện các đặc tính của chúng cho các ứng dụng cụ thể. Ví dụ, PLA có khả năng chịu nhiệt thấp hơn so với nhựa gốc dầu mỏ, hạn chế việc sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao. Tương tự như vậy, PHA thể hiện các đặc tính cơ học khác nhau, hạn chế việc sử dụng chúng trong các ngành công nghiệp đã quen với độ bền và độ dẻo của nhựa thông thường. Trong hầu hết các trường hợp, nhựa sinh học như PLA và PHA được kết hợp với copolymer để tăng cường hiệu suất cơ học, độ bền và tính linh hoạt của chúng. Tuy nhiên, chính đặc tính phân hủy sinh học đã thu hút được nhiều sự chú ý, đưa ra giải pháp cho vấn đề rác thải nhựa: dễ dàng xử lý.

2. Khả năng phân hủy sinh học đang được ưa chuộng

Nhựa sinh học phân hủy sinh học ngày càng được quan tâm, đặc biệt là đối với các ứng dụng dùng một lần như bao bì. Với nhận thức ngày càng tăng trên toàn cầu về ô nhiễm nhựa, nhu cầu về các vật liệu có thể phân hủy trong điều kiện tự nhiên ngày càng tăng. Nhựa sinh học phân hủy sinh học, chẳng hạn như PLA và PHA, đã trở thành lựa chọn phổ biến về mặt này. Chúng có thể phân hủy thành các thành phần hữu cơ như nước, carbon dioxide và sinh khối, do đó làm giảm tác động của rác thải nhựa đến môi trường. Nhu cầu này được thúc đẩy bởi một loạt luật mới siết chặt nhựa dùng một lần. Ví dụ, Trung Quốc đã miễn trừ nhựa sinh học phân hủy sinh học khỏi lệnh cấm nhựa dùng một lần, cho thấy rằng các vấn đề về cuối vòng đời của những vật liệu này không giống như các loại nhựa khác.

Tuy nhiên, bức tranh vẫn chưa rõ ràng. Để phân hủy sinh học tốt, những loại nhựa sinh học này cần một số điều kiện nhất định trong môi trường của chúng. Nếu chúng bị chôn lấp trong môi trường kỵ khí, chúng sẽ không phân hủy chút nào. Nhìn chung, các loại nhựa này được thiết kế để ủ trong môi trường ủ công nghiệp, mặc dù một số loại có thể ủ tại nhà tùy thuộc vào thành phần và định dạng của polyme. Người tiêu dùng thường không rõ về tác động tiềm tàng của việc thải bỏ không đúng cách các mặt hàng này. Với năng lực toàn cầu rất hạn chế của quá trình ủ công nghiệp, có khả năng các lợi thế tiềm tàng của khả năng phân hủy sinh học sẽ không được hiện thực hóa đầy đủ.

3. Vật liệu sinh học tổng hợp hướng đến mục tiêu khắc phục những hạn chế của nhựa sinh học

Một trong những cách mà ngành công nghiệp này đang giải quyết những hạn chế của nhựa sinh học là thông qua việc phát triển vật liệu sinh học tổng hợp. Những vật liệu này kết hợp nhựa sinh học với chất độn gốc sinh học, chẳng hạn như sợi tự nhiên có nguồn gốc từ bột gỗ, bột gỗ và bông. Bằng cách kết hợp những sợi này vào ma trận polyme trong quá trình đùn nhựa, các nhà sản xuất có thể tăng cường độ bền và độ chắc của vật liệu thu được, giúp vật liệu phù hợp với nhiều ứng dụng hơn. Những vật liệu này cải thiện các đặc tính cơ học của polyme trong khi vẫn giữ cho nhựa sinh học có thể phân hủy sinh học.

Tuy nhiên, quá trình này không phải là không có những thách thức. Nhiệt độ đùn cao có thể làm phân hủy các sợi tự nhiên, ảnh hưởng đến chất lượng tổng thể của vật liệu sinh học tổng hợp. Đồng thời, đảm bảo trộn đều các sợi và polyme là rất quan trọng để đạt được các đặc tính vật liệu đồng nhất. Để giải quyết những thách thức này, các công ty như Farrell Pomini đã phát triển các máy đùn nhựa mới được thiết kế riêng để xử lý vật liệu sinh học tổng hợp. Các máy đùn này có khả năng duy trì tính toàn vẹn của các sợi tự nhiên trong quá trình xử lý đồng thời đảm bảo phân phối đều khắp ma trận polyme.

Biocomposites rất linh hoạt và các đặc tính vật liệu của chúng có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh tỷ lệ vật liệu độn và biopolymer. Tính phù hợp của chúng đối với các ứng dụng hiệu suất vẫn chưa được khám phá đầy đủ. Một trong những đặc tính của những vật liệu này có thể được cải thiện là khả năng phân hủy sinh học của chúng. Khả năng phân hủy sinh học bị ảnh hưởng bởi mật độ chất độn gốc sinh học, sự hiện diện của chất độn này có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy các ứng dụng nhựa dày hơn và cồng kềnh hơn như dao kéo.

Nhìn chung, khoảng cách giữa lời hứa và việc cung cấp nhựa sinh học phân hủy sinh học vẫn còn đáng kể. Tuy nhiên, cùng với việc phát triển cơ sở hạ tầng tốt hơn để ủ các vật liệu này, những cải tiến như vật liệu composite gốc sinh học có thể tạo ra các vật liệu phù hợp hơn để vượt qua những thách thức này.

4. Dự báo thị trường nhựa sinh học

IDTechEx đang giới thiệu báo cáo thị trường mới nhất và toàn diện nhất từ ​​trước đến nay về nhựa sinh học có tiêu đề “Nhựa sinh học 2025-2035: Công nghệ, Thị trường, Người chơi và Dự báo”. Báo cáo này phân tích tác động của các quy định đối với nhựa sinh học và nhiều nội dung khác bằng cách đề cập sâu rộng đến thị trường nhựa sinh học, bao gồm phân tích độc lập về xu hướng và phát triển công nghệ, công suất nhà máy, tin tức ngành, bối cảnh công ty, thông tin thị trường, thông tin đối tác và dự báo sản xuất polymer theo phân khúc.

CTY TNHH ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN THỊ TRƯỜNG HÓA CHẤT (MDI CHEMICAL CO., LTD)

KV Miền Nam: (+84) 28 6256 5573
KV Miền Bắc: (+84) 24 3747 2977
Website: www.mdi.vn
Tags:

CTY TNHH ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN THỊ TRƯỜNG HÓA CHẤT (MDI CHEMICAL CO., LTD)

KV Miền Nam: (+84) 28 6256 5573
KV Miền Bắc: (+84) 24 3747 2977
Website: www.mdi.vn
Tags:

Phụ gia nhựa, phân hủy sinh học là gì, hạt nhựa phân hủy sinh học, d2w, mdi chemical, phân hủy sinh học oxo, phân hủy oxo