Nghiên cứu chế tạo nhựa dễ phân hủy sinh học đi từ tinh bột sắn dựa trên nền nhựa PVA

Nghiên cứu chế tạo nhựa dễ phân hủy sinh học đi từ tinh bột sắn dựa trên nền nhựa PVA Nghiên cứu chế tạo nhựa dễ phân hủy sinh học đi từ tinh bột sắn dựa trên nền nhựa PVA Nghiên cứu chế tạo nhựa dễ phân hủy sinh học đi từ tinh bột sắn dựa trên nền nhựa PVA

MỤC LỤC MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………… CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung polyme tự huỷ [9,12] 1.1.1 Khái niệm polyme 1.1.2 Khái niệm polyme tự huỷ 1.2 Lịch sử phát triển polyme tự huỷ [2] 1.3 Sự khác polyme truy ền thống polyme dễ phân huỷ sinh học [2]………………… 1.4 Lợi ích polyme tự huỷ [2,12] 1.5 Ứng dụng polyme tự hủy 1.6 Các nghiên cứu lĩnh vực sản xuất polyme tự hủy 12 1.6.1 Giới thiệu polyme phân hủy sinh học 12 1.6.1.1 Phân hủy sinh học 12 1.6.1.2 Chôn ủ 13 1.6.1.3 Thủy phân – phân hủy sinh học quang – phân hủy sinh học 13 1.6.1.4 Bẻ gãy sinh học 14 1.6.2 Năng lƣợng chi phí cho sản xuất polyme tự hủy 14 1.6.3 Quá trình phân huỷ polyme 15 1.6.3.1 Sự phân huỷ polyme 15 1.6.3.2 Tác nhân gây phân hủy sinh học 16 1.6.4 Sự giảm cấp sinh học 17 1.6.5 Các yếu tố ảnh hƣởng tới trình phân hủy sinh học 19 1.6.5.1 Ảnh hƣởng yếu tố môi trƣờng 19 1.6.5.2 Ảnh hƣởng đặc điểm polymer 19 1.7 Một số loại nhựa dùng sản xuất bao bì sinh học 21 1.7.1 Vật liệu PLA 22 1.7.2 Vật liệu PHA 23 1.7.3 Vật liệu TPS 24 1.7.4 Vật liệu từ cellulose 24 1.7.5 Vật liệu từ Chitin Chitosan 25 1.8 Một số loại Polyme tự nhiên phân hủy sinh học 26 1.8.1 Polyxacarit 26 1.8.2 Tinh bột 27 1.8.3 Xenlulozơ 30 1.8.4 Vật liệu PVA 30 1.9 Triển vọng phát triển ngành polyme sinh học 31 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 33 2.1 Dụng cụ, hóa chất nguyên liệu 33 2.1.1 Dụng cụ 33 2.1.2 Hóa chất nguyên liệu 33 2.2 Quy trình chế tạo nhựa phân hủy sinh học 33 2.2.1 Thu hồi tinh bột sắn 33 2.2.2 Tổ hợp tinh bột nhựa nhiệt dẻo PVA 34 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Đánh giá độ bền lý nhựa 37 3.1.1 Độ bền lý nhựa chế tạo từ tinh bột sắn 37 3.1.2 Ảnh hƣởng hàm lƣợng nhựa thông đến độ bền kéo nhựa 39 3.2 Đánh giá khả phân hủy sinh học nhựa 40 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 48 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Độ bề lý mẫu nhựa chế tạo từ tinh bột sắn 37 Bảng 3.2 Ảnh hƣởng c hàm lƣợng nhựa thông đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn 39 Bảng 3.3 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng khác sau khoảng thời gian tháng 43 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sản phẩm màng che phủ đất dễ phân hủy sinh học 10 Viện hóa học cơng nghiệp 10 Hình 1.2 Sản xuất hộp nhựa từ tinh bột ngô 11 Hình 2.1 Hình ảnh số nguyên liệu dùng chế tạo nhựa 33 Hình 2.2 Nguyên liệu bột sắn thành phẩm 34 Hình 2.3 Một số hình ảnh q trình thí nghiệm 36 Hình 3.1 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ tinh bột sắn 38 Hình 3.2 Ảnh hƣởng hàm lƣợng nhựa thơng đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn 40 Hình 3.3 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa điều kiện khơng khí khơ 41 Hình 3.4 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng 41 nƣớc thải sinh hoạt 41 Hình 3.4 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng 41 nƣớc thải sinh hoạt 41 Hình 3.5 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng 42 Rác thải điều kiện hiếu khí 42 Hình 3.6 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa mơi trƣờng đất 42 Hình 3.7 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng 43 Rác thải điều kiện kị khí khị khí có bổ sung chế phẩm EM 43 Hình 3.8 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng 44 Rác thải điều kiện hiếu khí sau thời gian 30 ngày 44 Hình 3.9 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng 44 Rác thải điều kiện kị khí sau thời gian 30 ngày 44 Hình 3.10 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng rác thải điều kiện kị khí có bỏ sung chế phẩm EM sau thời gian 30 ngày 45 CÁC TỪ VIẾT TẮT - PVA : Polyvinylancol - PE : Polyethylen - PP : Polypropylen - PVC : Polyvinylchlorid - PC : Polycarbonat - PLA : Polylacticacid - PHA : Polyhydroxylalkanoates - TPS : Thermoplastic - PHSH : Phân hủy sinh học - KLPT : Khối lƣợng phân tử Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng MỞ ĐẦU Vật liệu polyme với phong phú chủng loại đa dạng tính chất có mặt khắp lĩnh vực sống Theo số liệu năm 1996, mức tiêu th ụ vật liệu polyme bình qn tính theo đầu ngƣời nƣớc cơng nghiệp phát triển khoảng gần 100 kg/năm t ại nƣớc phát triển từ đến 10 kg/năm Sự phát triển mạnh mẽ vật liệu polyme kèm theo vấn đề liên quan đến môi trƣờng cần phải giải Lƣợng phế thải từ vật li ệu polyme ngày tăng, ƣớc tính t 20 đến 30 triệu tấn/năm toàn giới Những dạng phế thải từ nhựa nhi ệt dẻo nhƣ polyetylen, polypropylen, polystyren, polyvinyl clorua, hay sản phẩm từ nhựa nhi ệt r ắn nhƣ epoxi, polyeste không no, polyuretan chế phẩm t cao su b ị thải ảnh hƣởng n ặng n ề đến môi trƣờng chúng t ồn t ại đất thời gian lâu khó phân hủy Nếu đem chơn lấp vừa tốn diện tích đất vừa gây nhiễm cho nguồn nƣớc đất Nếu dùng phƣơng pháp đốt tốn cịn gây nhi ễm mơi trƣờng khói b ụi, làm suy giảm t ầng ozon sinh ch ất độ c h ại hữu khó phân hủy N ếu dùng phƣơng pháp tái sinh thu đƣợc sản phẩm có ch ất lƣợng không cao, mà giá thành lại thấp Chính năm gần đây, nhà khoa học giới tập trung nghiên cứu điều chế ứng d ụng vật liệu polyme dễ phân hủy thải môi trƣờng, nhằm mục đích ngăn ngừa nhiễm mơi trƣờng Sở dĩ giới có s ự phát triển mạnh mẽ nghiên cứu nhƣ sử dụng polyme d ễ phân hủy yêu c ầu bảo vệ môi trƣờng ngày nghiêm ngặt M ặt khác tiến khoa học kỹ thuật, ngƣời ta có khả nghiên cứu biến tính, tổ hợp để chế tạo nh ững sản phẩm, vật liệu ƣu việt hơn, tính phục vụ đời sống ngƣời khơng gây ô nhiễm môi trƣờng Trong thời gian gần số quốc gia Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc Mỹ việc nghiên cứu s dụng polyme phân h ủy môi trƣờng phát triển mạnh mẽ Năm 1992, Mỹ ngƣời ta tiêu thụ 550.000 chất dẻo SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng tự hủy, năm 1997 1.193.0 00 năm 2000 theo ƣớc đoán, khoảng chừng 3.000.000 t ấn chất d ẻo tự h ủy đƣợc sử dụng Tốc độ sử dụng chất dẻo tự hủy môi trƣờng Châu Âu tăng với mức trung bình kho ảng 9%/năm thập kỷ 90 Tại Nhật Bản, mức tiêu thụ sản phẩm polyme d ễ phân hủy chiếm khoảng 11% tổng toàn lƣợng chất dẻo sử dụng Ngƣời ta dự báo năm tới, Nhật Bản tăng mức sử dụng chất dẻo tự hủy lên 15%, giá trị sản lƣợng nhựa tự hủy đạt đến tỷ Yên Tại Việt Nam, nhận thức đƣợc tầm quan trọng việc bảo vệ mơi trƣờng, Chính phủ Việt Nam tiến hành hàng loạt biện pháp nhằm bảo vệ môi trƣờng Tháng năm 1991, kế hoạch quốc gia môi trƣờng phát triển bền vững giai đoạn 1991 - 2000 đƣợc Chính phủ thơng qua Bộ Chính trị Đảng cộng sản Việt Nam ban hành thị 36-CT/ TƢ vào tháng năm 1998 nhằm bảo vệ môi trƣờng Luật môi trƣờng đƣợc ban hành vào năm 1994 Ngoài ra, Việt Nam tham gia hàng loạt Công ƣớc quốc tế môi trƣờng Liên quan đến việc sử dụng vật liệu polyme, quan hữu quan phát động phong trào giảm dùng túi đựng hàng chất dẻo Tuy nhiên vấn đề nghiên cứu sử dụng polyme dễ phân hủy đƣợc đặt thời gian r ất gần đây, có số sở nghiên c ứu Việt Nam nhƣ Viện Hóa học Cơng nghiệp (Tổng Cơng ty Hóa chất Việt Nam, Bộ Cơng nghiệp), Trung tâm nghiên c ứu polyme (Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội), tiến hành nghiên cứu polyme phân hủy môi trƣờng thu đƣợc số kết ban đầu Polyme dễ phân hủy đƣợc dùng chủ yếu để sản xuất vật dụng nhƣ bao bì, túi đựng, màng mỏng che phủ đất, bầu ƣơm giống vật dụng sau không sử dụng bị phân h ủy không gây ô nhi ễm môi trƣờng sống Polyme dễ phân hủy đƣợc dùng lĩnh vực b ảo quản thực phẩm k ể điều kiện tự nhiên nhƣ làm lớp bao phủ thực phẩm bảo quản nhiệt độ thấp (trong tủ lạnh) Ngoài polyme dễ phân h ủy phân hủy mơi trƣờng cịn đƣợc sử dụng số lĩnh vực khác nhƣ y tế (chất mang thuốc) SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng Do nhu cầu b ảo vệ môi trƣờng trƣớc việc phát sinh ngày nhiều chất thải polyme khó phân hủy, lĩnh vực nghiên c ứu ứng d ụng polyme dễ phân hủy sinh học ngày phát triển mạnh mẽ Tuy nhiên cần phải thừa nhận nhiều thách thức lĩnh vực này, đòi hỏi s ự nỗ lực nhiều đội ngũ cán khoa học công nghệ Tại Việt Nam, v ới s ự quan tâm Nhà nƣớc, với cố gắng hợp tác nhà nghiên cứu, kỹ thuật, công nghệ, hy v ọng s ẽ đạt đƣợc nhi ều kết lĩnh vực nghiên cứu sử dụng polyme dễ phân phân hủy sinh học Với mong muốn bƣớc đầu tạo loại polyme dễ phân hủy sinh học từ tinh bột sắn – loại tinh bột có sẵn, rẻ ch ắc chắn dễ dàng phân hủy điều ki ện tự nhiên nhƣng có nhƣợc điểm bền đặc biệt s dụng môi trƣờng nƣớc, em chọn nghiên cứu đề tài khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu chế tạo nhựa dễ phân hủy sinh học từ tinh bột sắn dựa nhựa PVA” Nhiệm vụ đề tài: - Chế tạo nhựa sinh học từ tinh bột sắn kết hợp với nhựa PVA dung môi Glyxerin với chất trợ tƣơng hợp nhựa thơng - Khảo sát đặc tính lý nhựa - Khảo sát khả phân hủy sinh học nhựa điều kiện môi trƣờng khác SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung polyme tự huỷ [9,12] 1.1.1 Khái niệm polyme Polyme chất có khối lƣợng phân tử lớn, có kích thƣớc cồng kềnh nhƣng cấu trúc phải đƣợc lặp lặp lại đơn vị cấu trúc ban đầu (monome) Các thành phần lặp lặp lại gọi mắt xích polyme 1.1.2 Khái niệm polyme tự huỷ Polyme tự huỷ (polyme phân huỷ sinh học) polyme đƣợc chuyển đổi hồn tồn thành khí cacbondioxit, nƣớc, khống vơ sinh khối vi sinh vật trƣờng hợp giảm cấp sinh học yếm khí polyme chuyển đổi thành khí cacbondioxit, metan mùn mà không tạo chất độc hại cho môi trƣờng 1.2 Lịch sử phát triển polyme tự huỷ [2] Các sản phẩm polyme tự nhiên nhƣ hổ phách, chất nhựa đƣợc ngƣời khai thác sử dụng từ lâu lịch sử phát triển loài ngƣời từ thời La mã trung cổ Sau thổ dân châu Mỹ cải tiến kỹ thuật để làm muôi để múc muỗng từ sừng động vật trƣớc có sản phẩm đại Tại châu Âu, đúc đồ trang sức hộp hoa đèn đƣợc phổ biến kỷ 18 Sự thƣơng mại hóa polyme bắt đầu vào gi ữa kỷ 19 Các nhà phát minh ngƣời Mỹ tìm kiếm vật li ệu thay th ế ngà voi sản xuất trái banh bida vào năm 1969 sáng chế từ dẫn xuất xenlulozo Ngày nhu cầu vật liệu polyme liên t ục tăng công nghiệp sản xuất polyme thành ph ần quan trọng n ền kinh t ế Cùng với áp lực từ chất thải ngày tăng giảm b ớt nguồn l ực có khả tái chế polyme tự nhiên sử dụng chúng làm nguyên liệu cho chế tạo, công nghiệp nơng nghiệp SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng 1.3 Sự khác polyme truyền thống polyme dễ phân huỷ sinh học [2] Polyme phân hủy sinh học (polyme tự huỷ) đƣợc sản xuất chủ yếu hoàn toàn từ nguồn tài nguyên tái tạo đƣợc Sản xuất polyme tự huỷ thƣờng tập trung vào việc làm cho thuận tiện sinh hoạt phù hợp ổn định với môi trƣờng Polyme tự hủy có thuộc tính: - Chúng phân hủy đƣợc: nghĩa đƣợc làm từ nguyên liệu tái tạo - Chúng đƣợc chế biến để thân thiện với môi trƣờng Polyme truyền thống không đáp ứng đƣợc với thuộc tính Polyme truyền thống khó để phân hủy r ất có hại với mơi trƣờng s ống chúng góp phần làm tăng lƣợng chất thải rắn gây ô nhiễm môi trƣờng Polyme truyền thống khơng tái tạo đƣợc, polyme phân hủy có thành phần polyme tự nhiên nên dễ để vi sinh vật phân hủy Có th ể liệt kê loại polyme truyền thống đƣợc ứng dụng đời sống nhƣ sau: - Polyme chuẩn + Polyethylen (PE) -CH2-CH2- n + Polypropylen (PP) -CH2-CH2-CH2- n + Polyvinylchlorid (PVC) -CH2-CHCl n - Polyme kỹ thuật + Polycarbonate (PC) + Polyamide (PA) + Polyphenylester (PPE) + Polyethylen-buthylen-terephtalat (PET/PBT) SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng với chất trợ tƣơng hợp nh ựa thơng Hỗn hợp đƣợc hịa tan dung mơi glyxerin đƣợc gia nhiệt nhiệt độ thích hợp Việc sử d ụng tinh bột s ắn - nguồn nguyên liệu sẵn có nƣớc để tham gia vào cấu thành vật liệu tổ hợp vừa làm cho v ật liệu có khả dễ phân hủy sinh học, khơng gây nhiễm mơi trƣờng Mặt khác cịn góp ph ần giúp giảm giá thành sản phẩm tiến hành sản xuất sản phẩm Nhựa sinh học thu đƣợc đƣợc kiểm tra thông qua kết thực nghiệm độ dẻo, khả chịu kéo, chịu xé khả phân hủy sinh học môi trƣờng điều kiện khác Quá trình thực nghiệm đƣợc tiến hành lần lƣợt qua bƣớc sau: - Trộn nhựa PVA, tinh bột sắn nhựa thông với lƣợng định sẵn dung môi Glyxerin - Gia nhiệt hỗn hợp bếp điện đến nhiệt độ khoảng 150 - 2000C, cho hạt nhựa đƣợc tan hết (khoảng 20 - 25 phút/ mẫu), trình đun phải liên tục khuấy đảo để hỗn hợp đƣợc trộn đều, tránh trƣờng hợp nhựa bị cháy - Đổ hỗn hợp nhựa lên bìa giấy cứng tán mỏng, làm nguội nhựa khơng khí sau mang nhựa thử độ bền lý nhƣ khả phân hủy sinh học SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang 35 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Hình 2.3 Một số hình ảnh q trình thí nghiệm SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang 36 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá độ bền lý nhựa Để có s ự so sánh độ bền nhƣ khả tạo liên kết kết tinh bột sắn nhựa PVA tỉ lệ khối lƣợng khác nhau, l ần lƣợt khảo sát độ bền lý nhƣ khả chống thấm nƣớc loại nhựa đƣợc chế tạo từ tinh bột sắn PVA Đối với mẫu nhựa kh ảo sát, khối lƣợng ch ất trợ tƣơng hợp đƣợc gi ữ nguyên, đồng thời tăng dần % khối lƣợng tinh bột giảm d ần khối lƣợng nhựa cho t khối lƣợng mẫu nhựa 50g Các đặc tính lý nhựa thành phẩm nhƣ: sức bền kéo, t ỷ trọng kho ảng nhiệt độ nóng chảy đƣợc gửi đo phịng thí nghiệm vật liệu Viện Nano- Compozit- Trƣờng ĐHBK Hà Nội, độ thấm ƣớt đƣợc kiểm tra mắt thƣờng 3.1.1 Độ bền lý nhựa chế tạo từ tinh bột sắn Các đặc tính lý nhựa đƣợc chế tạo từ tinh bột sắn, nhựa PVA đƣợc thể bảng 3.1 hình 3.1 Bảng 3.1 Độ bề lý mẫu nhựa chế tạo từ tinh bột sắn Sức bền % khối lƣợng Sức bền kéo Tỷ trọng tinh bột sắn kéo (Mpa) nhựa PE (g/cm³) (Mpa) Khoảng t0 Khả nóng chảy chống thấm ( C) nƣớc 90% 3.45 22 0.759 121 -130 thấm ƣớt 80% 4.75 22 0.766 132 -148 thấm ƣớt 70% 7.25 22 0.787 146 -152 thấm ƣớt 60% 10.35 22 0.795 149 -154 50% 13.55 22 0.809 153 -161 40% 14.85 22 0.824 164 -172 SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 khơng thấm ƣớt khơng thấm ƣớt khơng thấm Trang 37 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng ƣớt 30% 15.45 22 0.838 167 -182 20% 16.25 22 0.846 184 -191 10% 17.05 22 0.854 186 -194 không thấm ƣớt không thấm ƣớt không thấm ƣớt Độ bền kéo (Mpa) 25 20 Độ bền kéo nhựa PVA biến tính tinh bột sắn Độ bền kéo nhựa PE 15 10 0% 20% 40% 60% 80% 100 % % khối lượng tinh bột sắn Hình 3.1 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ tinh bột sắn Nhận xét: Kết bảng 3.1 hình 3.1 cho thấy: - Khi hàm lƣợng tinh bột tăng dần (hàm lƣợng nhựa PVA giảm dần) sức bền giảm dần, điều hoàn toàn hợp lý với thực tế tinh bột ln có độ dẻo, độ dai so với nhựa - Khi hàm lƣợng tinh bột chiếm từ (60 – 90%), mẫu nhựa thƣờng bị chảy nƣớc cho vào nƣớc cấu trúc nhựa bị phá vỡ nhanh tinh bột chất hút ẩm mạnh bền nƣớc, kết thí nghiệm cho thấy hàm lƣợng tinh bột chiếm 50% nhựa thu đƣợc có cấu trúc bền vững, lúc sức bền kéo tăng lên, bề mặt nhựa bóng mịn SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang 38 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng - Từ bảng 3.1 hình 3.1 ta thấy đƣợc nhựa đƣợc chế tạo từ tinh bột sắn có khẳ chống thấm ƣớt tƣơng đối cao hàm lƣợng tinh bột sắn 60% nhựa khơng bị thấm ƣớt 3.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng nhựa thông đến độ bền kéo nhựa Để làm tăng thêm độ bền nhƣ đặc tính lý nhựa, khn khổ khóa luận, chúng tơi sử dụng nhựa thơng làm chất trợ tƣơng hợp Để tìm đƣợc khối lƣợng chất lƣợng chất trợ tƣơng hợp tối ƣu, khảo sát ảnh hƣởng lƣợng nhựa thơng đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn với điều kiện thí nghiệm: tổng khối lƣợng mẫu nhựa 50g, giữ ( % khối lƣợng tinh bột sắn = % khối lƣợng nhựa PVA) = 40% tăng dần lƣợng chất trợ tƣơng hợp Kết đƣợc thể bảng 3.2 hình 3.2 Bảng 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng nhựa thông đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn Khối lƣợng Sức bền kéo nhựa biến Sức bền kéo nhựa thơng (g) tính tinh bột sắn (Mpa) nhựa PE (Mpa) 15.01 22 1.5 15.35 22 16.04 22 2.5 17.06 22 17.15 22 3.5 17.42 22 17.68 22 4.5 17.81 22 17.97 22 SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang 39 Độ bền kéo (Mpa) Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng 25 Độ bền kéo nhựa PVA biến tính tinh bột sắn Độ bền kéo nhựa PE 20 15 10 0 Khối lượng nhựa thông (g) Hình 3.2 Ảnh hƣởng hàm lƣợng nhựa thơng đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn Nhận xét: Từ bảng 3.2 hình 3.2 cho ta thấy: Khi lƣợng chất trợ tƣơng hợp tăng độ bền kéo nhựa tăng dần, chứng tỏ nhựa thơng có vai trị nhƣ chất kết dính có khả làm bền liên kết tinh bột sắn nhựa PVA Khi hàm lƣợng chất trợ tƣơng hợp ≥ 2,5gam độ bền kéo tăng chậm Vì giá trị 2,5g đƣợc coi giá trị khối lƣợng chất trợ tƣơng hợp tối ƣu 3.2 Đánh giá khả phân hủy sinh học nhựa Ngồi cơng việc xác định đặc tính lý nhựa biến tính chúng tơi cịn xác định khả phân hủy nhựa điều kiện môi trƣờng khác nhƣ: Mơi trƣờng khơng khí khơ Môi trƣờng đất Môi trƣờng nƣớc thải sinh hoạt Mơi trƣờng rác thải sinh hoạt hiếu khí Mơi trƣờng rác thải sinh hoạt kị khí SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang 40 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Mơi trƣờng rác thải sinh hoạt kị khí có bổ sung chế phẩm sinh học EM giúp tăng cƣờng khả phân hủy Hình 3.3 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa điều kiện khơng khí khơ Hình 3.4 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng nƣớc thải sinh hoạt SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang 41 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Hình 3.5 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng Rác thải điều kiện hiếu khí Hình 3.6 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng đất SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang 42 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Hình 3.7 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng Rác thải điều kiện kị khí khị khí có bổ sung chế phẩm EM Quá trình phân hủy nhựa đƣợc quan sát sau tuần thông qua biến đổi trạng thái, độ bền xuất hiện tƣợng mốc Sau thời gian quan sát tháng , thu đƣợc kết phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng nhƣ đƣợc thể bảng 3.5 Bảng 3.3 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trường khác sau khoảng thời gian tháng Mơi trường Hiện tượng Khơng khí khơ Khơng thay đổi Đất ẩm Mốc Nƣớc thải sinh hoạt Mốc nhiều, bị phân hủy Rác thải (hiếu khí) Mốc nhiều, bị phân hủy Rác thải (kị khí) Mốc nhiều, bị phân hủy Rác thải (kị khí có bổ sung enzym) Mốc nhiều, phân rã gần hoàn toàn SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang 43 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Dƣới số hình ảnh nhựa bị phân hủy sau thời gian quan sát tháng Hình 3.8 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng Rác thải điều kiện hiếu khí sau thời gian 30 ngày Hình 3.9 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng Rác thải điều kiện kị khí sau thời gian 30 ngày SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang 44 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Hình 3.10 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trƣờng rác thải điều kiện kị khí có bỏ sung chế phẩm EM sau thời gian 30 ngày Nhƣ để khơng khí khơ đất ẩm, kết hợp với nhiệt độ cao môi trƣờng, không thuận lợi cho phát triển vi sinh vật nên nhựa không bị phân hủy bị phân hủy Sau thời gian tháng, trạng thái nhựa gần nhƣ không thay đổi so với vừa đƣợc chế tạo Trong điều kiện thích hợp cho phát triển vi sinh vật nhƣ: nƣớc thải, rác thải, trình phân hủy nhựa diễn nhanh, sau tháng nhựa phân hủy bị mốc nhiều, đặc biệt điều kiện kị khí có bổ sung chế phẩm EM gần nhƣ nhựa bị phân hủy hoàn toàn SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang 45 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài khóa luận: “Nghiên cứu chế tạo nh ựa d ễ phân hủy sinh h ọc từ tinh bột sắn d ựa nhựa PVA” em thu đƣợc số kết luận sau: Đã tổng hợp đƣợc tình hình nghiên cứu, trạng sản xuất sử dụng polyme phân hủy sinh học Việt Nam giới Tìm hiểu đƣợc cách thức để chế tạo nhựa phân hủy sinh học Đã nghiên cứu chế tạo nhựa phân hủy sinh học từ tinh bột sắn dựa nhựa PVA, dung môi glyxerin chất trợ tƣơng hợp nhựa thông Kết nghiên cứu ảnh hƣởng lƣợng chất trợ tƣơng hợp đến độ bền nhựa cho thấy khối lƣợng chất trợ tƣơng hợp = 2,5gam giá trị tối ƣu Đã nghiên cứu khả phân hủy nhựa điều kiện môi trƣờng khác Kết cho thấy mơi trƣờng khơng khí khơ nhựa bền vững, không bị biến đổi, môi trƣờng đất ẩm, nƣớc thải, rác thải nhựa bị phân hủy sinh học với tƣợng mốc Trong đó, đƣợc ủ với rác thải sinh hoạt điều kiện kị khí có bổ sung chế phẩm EM điều kiện tốt cho trình phân hủy nhựa Do thời gian quan sát ngắn nên chƣa theo dõi đƣợc trạng thái nhựa bị phân hủy hoàn toàn nhƣng kết bƣớc đầu cho thấy sản phẩm nhựa tạo thành từ tinh bột sắn dựa nhựa PVA có khả phân hủy sinh học SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang 46 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Đỗ Đình Rãng (chủ biên) - Hoá Hữu Cơ – Nhà xuất GDnăm 2009 Phạm Ngọc Lân, Vật liệu polyme phân hủy sinh học – Nhà xuất bách khoa HN Clemons CM Wood-Plastic Composites in the United States The interfacing of two industries Forest Products Journal vol 52, No 6, June 2002 Wolcott MP, Englund K A technology Review of Wood-Plastic Composites ASM Handbook, composites, vol 21 2001 http://www.congnghehoahoc.org http:// www.tailieu.vn http://www.ebook.edu.vn http://www.wikipedia.org 10 http://vi.scribd.com 11 http:// www.yeumoitruong.com 12 http:// www.vietnamplasticnews.com SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trang 47 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng PHỤ LỤC Một số hình ảnh nhựa đƣợc chế tạo từ tinh bột sắn: SV: Bùi Thị Hoàn - MT1201 Trang 48 Khóa luận tốt nghiệp SV: Bùi Thị Hồn - MT1201 Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng Trang 49 ... nghiên cứu đề tài khóa luận tốt nghiệp: ? ?Nghiên cứu chế tạo nhựa dễ phân hủy sinh học từ tinh bột sắn dựa nhựa PVA? ?? Nhiệm vụ đề tài: - Chế tạo nhựa sinh học từ tinh bột sắn kết hợp với nhựa PVA. .. hình nghiên cứu, trạng sản xuất sử dụng polyme phân hủy sinh học Việt Nam giới Tìm hiểu đƣợc cách thức để chế tạo nhựa phân hủy sinh học Đã nghiên cứu chế tạo nhựa phân hủy sinh học từ tinh bột sắn. .. 3.1.1 Độ bền lý nhựa chế tạo từ tinh bột sắn Các đặc tính lý nhựa đƣợc chế tạo từ tinh bột sắn, nhựa PVA đƣợc thể bảng 3.1 hình 3.1 Bảng 3.1 Độ bề lý mẫu nhựa chế tạo từ tinh bột sắn Sức bền %