Bước đầu nghiên cứu chế tạo vật liệu nhựa dễ phân hủy sinh học dùng để sản xuất bao bì

Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Mơi trường nhân tố có ảnh hưởng định đến tồn phát triển người, quốc gia giới Chính vậy, bảo vệ mơi trường đảm bảo phát triển bền vững vấn đề có tính sống cịn dân tộc, quốc gia Thế giới ngày phải đối mặt ngày với hiểm họa mơi trường người góp phần tạo Hành tinh bị tải loại rác thải khơng phân hủy, loại bao bì sản xuất từ nhựa chiếm tỉ trọng đáng kể Nhiều nước Châu Âu ý thức điều từ sớm nên họ dừng xả loại rác vào tự nhiên, siêu thị khơng cịn phát hành loại túi nhựa cho khách hàng vốn loại bao bì u thích phổ biến thập kỷ trước Bên cạnh đó, nhà khoa học khơng ngừng tìm tịi chế tạo loại vật liệu polime có nguồn gốc từ thiên nhiên Ưu điểm loại vật liệu gia công công nghệ sản xuất nhựa truyền thống khuôn gia nhiệt, ép phun, đùn thổi, v.v…nhưng mặt khác sau sử dụng vật liệu bị phân hủy hồn tồn vịng vài tháng đến vài năm khơng gây nhiễm nặng nề môi trường loại túi nhựa truyền thống trước Trước tình trạng nguồn nguyên liệu sản xuất nhựa hóa học ngày khan hiếm, với tác hại việc sản xuất tiêu hủy sản phẩm nhựa truyền thống nói chung đặc biệt túi nilon nói riêng có sóng hạn chế sử dụng bao bì nilon lan rộng khắp quốc gia Điều tạo nhu cầu lớn loại túi thay làm vật liệu có khả tái sinh giúp bảo vệ môi trường, bao gồm loại túi tái sử dụng túi dễ phân huỷ Các loại bao bì nhựa sinh học với lợi bảo vệ mơi trường an tồn cho sức khỏe người sử dụng Ngồi q trình sản xuất bao bì sinh học tiêu thụ lượng thải khí gây hiệu ứng nhà kính bao bì loại bao bì truyền thống Bao bì sinh học có lợi mặt chi phí túi nilon, Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng bao gồm chi phí xử lý rác, q trình sản xuất nhựa sinh học không bị phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu hóa thạch ngày khan Đó xu hướng mà bao bì sinh học ủng hộ bao bì truyền thống Ở nước ta việc sử dụng loại sản phẩm bao bì dễ phân hủy sinh học chưa thật phổ biến, phần chưa tạo thói quen sử dụng loại sản phẩm cho người dân Mặt khác, chưa có nhiều sản phẩm nhựa dễ phân hủy sinh học đưa thị trường, việc sản xuất loại sản phẩm mang tính chất thử nghiệm công nghệ sản xuất chưa phổ biến rộng rãi chưa có chứng tin cậy, thuyết phục nên cịn gây nhiều hồi nghi cho người dùng, liệu có phải nhựa dễ phân hủy sinh học hay khơng? Với mong muốn bước đầu chế tạo loại nhựa sản xuất bao bì từ tinh bột có khả phân hủy sinh học, em chọn nghiên cứu đề tài khóa luận tốt nghiệp là: “Bước đầu nghiên cứu chế tạo vật liệu nhựa dễ phân hủy sinh học dùng để sản xuất bao bì” Nhiệm vụ cửa đề tài: - Chế tạo nhựa sinh học từ loại tinh bột ngô, khoai, sắn kết hợp với nhựa PVA dung môi glyxerol với chất trợ tương hợp nhựa thông - Khảo sát đặc tính lý nhựa - Khảo sát khả phân hủy sinh học nhựa điều kiện môi trường khác Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƢƠNG I:TỔNG QUAN 1.1Tổng quan ngành sản xuất nhựa giới Việt Nam [6,7] 1.1.1.Đặc điểm chung ngành nhựa giới [6,7] 1.1.1.1 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ nhựa Ngành nhựa giới có tốc độ phát triển ổn định nhờ nhu cầu ngày tăng, đặc biệt khu vực châu Á Tốc độ tăng trưởng trung bình ngành nhựa 9% vòng 50 năm qua Mặc dù khủng hoảng kinh tế 2008 tác động lớn tới nhiều ngành công nghiệp ngành nhựa tăng trưởng 3% năm 2009 2010 Năm 2010, sản lượng nhựa giới hồi phục mạnh mẽ lên 300 triệu tấn, cao 32% sản lượng 2009 Sản lượng giới năm 2009 giảm chủ yếu giá thành sản xuất leo thang ảnh hưởng kinh tế suy thoái Ngành nhựa chia thành nhiều phân khúc nhỏ dựa sản phẩm nhựa bao bì, nhựa xây dựng, phụ kiện xe hơi, thiết bị điện tử, …Tăng trưởng phân khúc phụ thuộc lớn vào nhu cầu cho sản phẩm nhựa tăng trưởng ngành sản phẩm cuối Phân khúc sản xuất bao bì : Chiếm tỷ trọng lớn tổng sản phẩm nhựa sản xuất (40%): Giá trị phân khúc sản xuất bao bì dự báo đạt khoảng 180 tỷ USD năm 2011 Tăng trưởng trung bình 4%/năm phụ thuộc vào tăng trưởng phân khúc sản phẩm cuối như: Thực phẩm, đồ uống, dược phẩm…Đây chủ yếu ngành bị ảnh hưởng khủng hoảng tài nên dự báo tăng trưởng phân khúc ổn định 2011 Vật liệu xây dựng: Chiếm tỷ trọng 20% năm 2009-2010, phân khúc chịu ảnh hưởng tiêu cực khủng hoảng kinh tế cắt giảm xây dựng công Mỹ Châu Âu - thị trường lớn Tuy nhiên, nhựa xây dựng dự báo phục hồi giai đoạn 2011-2012 với nhu cầu cho ống nhựa giới tăng 4.5%/năm lên 8.2 tỷ mét Tăng trưởng cao quốc gia phát triển Trung Quốc (30% nhu cầu giới) Nhật Bản nhu cầu tái xây Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng dựng sau động đất Khu vực Tây Âu, Bắc Mỹ mức tăng chậm lại quốc gia tiêu thụ lượng ống nước nhiều Dự kiến giá trị sản phẩm ống nhựa (tỷ trọng lớn nhất) tăng 6.6% lên 38.6 tỷ USD giai đoạn 20102015 thị trường Mỹ Phụ kiện xe (7%): Tăng trưởng thị trường châu Á trung bình 5% Dự báo ảnh hưởng tiêu cực tình hình sóng thần động đất Nhật Bản, nước sản xuất phụ kiện ôtô lớn Thiết bị điện tử (5.6%): Với nhu cầu cho thiết bị điện tử laptop, ti vi, máy in…Tăng dần Ấn Độ, Đơng Nam Á, Trung Quốc, phân khúc có tiềm tăng trung bình 5% / năm 1.1.2 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ nhựa tái chế So với sản phẩm khác, nhựa tái chế sản phẩm mẻ ngày ưa chuộng, đặc biệt nước phát triển đặc tính thân thiện với mơi trường mục đích tiết kiệm lượng tái chế nhựa Sản lượng nhựa tái chế tăng trung bình 11% 10 năm qua, phân ngành có tăng trưởng ấn tượng ngành nhựa giới Tính đến 2009, tỷ lệ nhựa tái chế nước châu Âu Pháp, Đức chiếm 15-30% tỷ lệ cao cao Anh với 40% Từ 2006, nguồn cung cho nhựa tái chế tăng mạnh chưa đủ cho nhu cầu  Sản phẩm triển vọng: Các sản phẩm nhựa tái chế chủ yếu sản phẩm phân ngành bao bì nhựa chai nhựa PET, bao bì thực phẩm Trong năm gần đây, số lượng chai nhựa PET tái chế tăng gấp đôi, chiếm 30% tổng lượng chai PET tiêu thụ giới Đây tăng trưởng ấn tượng phân khúc bao bì nhựa Nhu cầu cho nhựa tái chế quốc giá phát triển ngày cao dẫn tới nhu cầu tăng cho hạt nhựa PET HDPE, ngun liệu sản xuất nhựa tái chế Tiêu thụ hạt nhựa PET vượt 500,000 năm có khả vượt 600,000 Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng năm tới Triển vọng tăng trưởng nhựa PET tái chế lớn Theo quan bảo vệ môi trường Mỹ chai nhựa tái chế chiếm khoảng 2% số lượng nhựa tái chế Mỹ Với mục tiêu 25% số nhựa tiêu thụ sản xuất từ nhựa tái chế, thị phần sản lượng chai nhựa PET tăng  Công nghệ: Loại máy quan trọng sản xuất nhựa PET máy thổi khuôn Loại máy thổi khuôn bậc (Single Stage Blow Molding machine), đưa vào sử dụng từ 1975, thổi chai lọ hình dáng kích cỡ Máy ép thổi (Injection Molding machine) sử dụng để tạo khuôn trước đưa vào máy thổi Máy thổi khn cải tiến có hai bậc (Two Stage Blow Molding machine) bao gồm công nghệ ép thổi kéo đùn thổi, linh hoạt máy bậc tạo khoảng 4,000 – 6,000 chai/giờ, tùy đời máy Máy thổi đại kết hợp hai loại máy (Integrated Two Stage Blow Molding Machine), thích hợp để sản xuất lô chai nhỏ với bề mặt nhẵn Công nghệ tiên tiến, suất sản xuất cao Ngồi ra, thị trường có máy ép thổi thổi khn bán tự động tự động hồn toàn 1.1.2 Đặc điểm chung ngành hàng nhựa Việt Nam [5] Kể từ năm 2000 trở lại đây, ngành công nghiệp sản xuất nhựa Việt Nam trì tốc độ tăng trưởng cao nhờ tiêu dùng nước xuất khẩu tăng mạnh Tiêu thụ nhựa bình quân theo đầu người Việt Nam năm 1975 mức 1kg/năm khơng có dấu hiệu tăng trưởng năm 1990 Tuy nhiên, kể từ năm 2000 trở đi, tiêu thụ bình quân đầu người tăng trưởng đặn đạt mức 12kg/năm đỉnh cao năm 2008 34kg/người Chính phủ hy vọng đến năm 2010 sức tiêu thụ bình quân đầu người 40kg/năm Tiêu thụ sản phẩm nhựa tăng tạo sóng đầu tư trực tiếp nước Việt Nam, tạo điều kiện thuận lợi cho ngành xây dựng, giao thông vận tải ngành sản xuất khác phát triển Hiện tại, Việt Nam có khoảng 1.400 doanh nghiệp (DN) nhựa Riêng TP.HCM, thu hút 80% doanh nghiệp nhựa nước Giá trị hàng hóa Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng xuất năm ngành đạt gần 400 triệu USD, với sản phẩm mạnh bao bì, sản phẩm nhựa tiêu dùng, nhựa xây dựng sản phẩm nhựa kĩ thuật cao Tại thị trường nước, sản phẩm nhựa doanh nghiệp Việt Nam sản xuất có mặt hầu hết ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, thủy sản, xây dựng, điện – điện tử Những sản phẩm đòi hỏi kỹ thuật cao ống dẫn dầu, đồ nhựa cho tơ máy vi tính doanh nghiệp nhựa Tiền Phong, Phương Đơng, Tân Tiến, Bình Minh sản xuất thành công Mặt khác, doanh nghiệp nhựa Việt Nam quan tâm tìm kiếm nguồn nguyên liệu nhựa ổn định, tìm kiếm hội hợp tác với đối tác liên doanh, chuyển giao công nghệ sản xuất sản phẩm nhựa cơng nghệ cao * Những khó khăn Trên thị trường, nhu cầu sản phẩm sản xuất sản xuất nguyên liệu nhựa lớn.Ngoài sản phẩm dụng, nguyên liệu nhựa sử dụng ngành điện – điện tử, sản xuất nông nghiệp, cơng nghiệp, xây dựng, bao bì, giao thơng….Nhu cầu lớn thị trường có nhiều nhà cung cấp Trong nước nên áp lực cạnh tranh ngày gay gắt Hiện nay, năm ngành Nhựa cần trung bình khoảng 2,2 triệu loại nguyên liệu đầu vào PE, PP, PS,… chưa kể hàng trăm loại hóa chất phụ trợ khác nhau, khả nước đáp ứng khoảng 450.000 nguyên liệu nên phụ thuộc lớn vào nguồn nguyên liệu nhập Giá thành sản xuất ngành Nhựa bị biến động theo biến động giá nguồn nguyên liệu nhập khẩu, đặc biệt biến động giá hai loại nguyên liệu sử dụng nhiều sản xuất PP PE với mức tăng trung bình 13% Số lượng mẫu mã, chủng loại sản phẩm nhựa sản xuất Việt Nam đơn điệu, chưa đáp ứng yêu cầu đa dạng nhà nhập khẩu, ngành kinh tế sử dụng sản phẩm nhựa kỹ thuật người tiêu dùng Ngành công nghiệp tái chế phế liệu nhựa Việt Nam chưa phát triển, hệ thống thu gom phế liệu nhựa chưa hữu hiệu, việc nhập phế liệu theo quy định hành hạn chế nên nước không cung cấp nguyên liệu nhựa tái chế đạt chất lượng giá cạnh tranh, giúp doanh nghiệp giảm giá thành sản phẩm Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Giá nhựa nguyên liệu chịu tác động giá xăng dầu giới, mà lại mặt hàng nhạy cảm trước tinh hình chiến sự, kinh tế giới… Vài năm doanh nghiệp ln phải sản xuất tình trạng giá ngun liệu đứng mức cao * Phát triển doanh nghiệp nhựa Việt Nam mang nặng tính tự phát, chƣa theo quy hoạch Những năm gần đây, ngành nhựa Việt Nam phát triển nhanh với tốc độ tăng trưởng bình qn đạt 20 - 25%/năm Tồn ngành có 1.000 doanh nghiệp, 90% doanh nghiệp tư nhân Sản phẩm nhựa Việt Nam tiêu thụ rộng rãi thị trường nội địa xuất tới 40 quốc gia vùng lãnh thổ giới Các doanh nghiệp tư nhân ngành nhựa thường tập trung sản xuất mặt hàng ăn khách, dẫn đến tình trạng chồng chéo, cạnh tranh lẫn nhau, gây lãng phí vốn hiệu kinh tế Một khó khăn chưa có trung tâm hay trường đào tạo nhân lực cho ngành nhựa Vì vậy, doanh nghiệp gặp nhiều khó khăn tuyển dụng cán quản lý, kỹ thuật công nhân lành nghề * Một số giải pháp chủ yếu để ngành nhựa Việt Nam tiếp tục phát triển với tốc độ cao, phù hợp với xu hội nhập - Thứ nhất: Tập trung nguồn vốn đầu tư cho lĩnh vực chiến lược phát triển ngành nhựa Với mục tiêu ngành nhựa trở thành ngành mũi nhọn cần phải tập trung đầu tư vào lĩnh vực như: Sản xuất nguyên liệu, trọng sản xuất loại nguyên liệu mà nước có nhu cầu lớn Việt Nam có lợi Đẩy mạnh đầu tư vào dự án sản xuất khuôn mẫu, trục in, thiết bị, phụ tùng có nhu cầu cao, chất lượng tốt, phục vụ cho việc sản xuất hàng nhựa cao cấp sản phẩm nhựa xuất Đối với việc đầu tư sản xuất sản phẩm chất lượng cao thay hàng nhập khẩu, cần chuyển dịch mạnh cấu đầu tư sản phẩm, tập trung vào loại sản phẩm nhựa kỹ thuật vật liệu xây dựng, sản phẩm có nhu cầu lớn thị trường - Thứ hai: Triển khai thực nghiệm gắn với ứng dụng khoa học công nghệ vào thực tế sản xuất Đây yêu cầu thực tế để đáp ứng mục tiêu trước mắt lâu dài phát triển doanh nghiệp nhựa Việt Nam Ngoài Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng ra, để phát triển bền vững, cần phải sớm đầu tư vào doanh nghiệp thu gom, phân loại phế thải nhựa, xử lý để tái sử dụng, hình thành hệ thống doanh nghiệp sản xuất, chế biến nhựa tái sinh sử dụng nhựa tái sinh, góp phần vào việc sử dụng tiết kiệm nguyên, nhiên vật liệu, giảm giá đầu vào - Thứ ba: Cần nâng cao chất lượng lập, thẩm định phê duyệt dự án đầu tư làm sở nâng cao hiệu sử dụng vốn đầu tư cho phát triển ngành nhựa Đa dạng hóa hình thức huy động vốn đầu tư lựa chọn hình thức huy động vốn đầu tư thích hợp - Thứ tư: Tăng cường đào tạo nguồn nhân lực có chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu hội nhập phát triển ngành nhựa Để nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, doanh nghiệp nhựa Việt Nam cần liên kết với sở đào tạo, nghiên cứu để đào tạo lại lực lượng lao động có Đồng thời, doanh nghiệp phải có sách tuyển chọn, bố trí, sử dụng, đãi ngộ hợp lý lao động có trình độ 1.2 Các loại nhựa để sản xuất bao bì [7] 1.2.1.PE (Polyethylene) Đặc tính: - Trong suốt, có ánh mờ, có bề mặt bóng lống, mềm dẻo - Chống thấm nước nước tốt - Chống thấm khí O2, CO2, N2 dầu mỡ - Chịu nhiệt độ cao (dưới 2300C) thời gian ngắn - Bị căng phồng hư hỏng tiếp xúc với tinh dầu thơm chất tẩy Alcol, Axêton, H2O2… - Có thể cho khí, hương thẩm thấu xun qua, PE hấp thu giữ mùi thân bao bì, mùi hấp thụ thực phẩm chứa đựng, gây giá trị cảm quan sản phẩm Công dụng: - Làm túi xách loại, thùng (can) tích từ đến 20 lít với độ dày khác - Sản xuất nắp chai Do nắp chai bị hấp thụ mùi nên chai đựng thực phẩm đậy nắp PE phải bảo quản môi trường khơng có chất gây mùi Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng 1.2.2 PP (Polypropylen) Đặc tính: - Tính bền học cao (bền xé bền kéo đứt), cứng vững, không mềm dẻo PE, không bị kéo giãn dài chế tạo thành sợi Đặc biệt khả bị xé rách dễ dàng có vết cắt vết thủng nhỏ - Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả in ấn cao, nét in rõ - Chịu nhiệt độ cao 1000C Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao bì PP (1400C) cao so với PE gây chảy, hư hỏng màng ghép cấu trúc bên ngồi, nên thường dùng PP làm lớp - Có tính chất chống thấm O2, nước, dầu mỡ khí khác Cơng dụng: - Dùng làm bao bì lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm , khơng u cầu chống oxy hóa cách nghiêm nhặt - Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn - PP sản xuất dạng màng phủ màng nhiều lớp để tăng tính chống thấm khí, nước, tạo khả in ấn cao, dễ xé rách để mở bao bì (do có tạo sẵn vết đứt) tạo độ bóng cao cho bao bì 1.2.3 PVC (Polyvinylchloride) - Sản phẩm PVC trước (1920 trở đi) sử dụng với số lượng lớn, ngày bị PE vượt qua Hiện nay, PVC phần lớn dùng bao bọc dây cáp điện, làm ống thoát nước, áo mưa, màng nhựa gia dụng… - Trong PVC có chất vinylchoride, thường gọi VCM có khả gây ung thư (phát 1970 ) Đặc tính: Bao bì PVC có khuyết điểm sau : - Tỉ trọng: 1,4g/cm2 cao PE PP nên phải tốn lượng lớn PVC để có diện tích màng độ dày so với PE PP - Chống thấm hơi, nước loại PE, PP - Có tính giịn, khơng mềm dẻo PE PP Để chế tạo PVC mềm dẻo dùng làm bao bì phải dùng thêm chất phụ gia Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng - Loại PVC dẻo hóa phụ gia bị biến tính cứng giịn sau khoảng thời gian - Mặc dù khống chế dư lượng VCM thấp 1ppm mức an toàn cho phép, Châu Âu, PVC khơng dùng làm bao bì thực phẩm dù giá thành rẻ bao bì nhựa khác Công dụng: - Sử dụng làm nhãn màng co loại chai, bình nhựa màng co bao bọc loại thực phẩm bảo quản, lưu hành thời gian ngắn thịt sống, rau tươi… - Ngoài ra, PVC sử dụng để làm nhiều vật gia dụng lọai sản phẩm thuộc ngành khác 1.2.4 PC (Polycarbonat) Đặc tính: - Tính chống thấm khí, cao loại PE, PVC thấp PP, PET - Trong suốt, tính bền học độ cứng vững cao, khả chống mài mịn khơng bị tác động thành phần thực phẩm - Chịu nhiệt cao (trên 1000C ) Công dụng: - Với khả chịu nhiệt độ cao nên PC dùng làm bình, chai, nắp chứa thực phẩm cần tiệt trùng - Màng PC có tính chống thấm khí, kém, giá thành PC cao gấp ba lần PP, PET, PP nên sử dụng 1.2.5 PET (Polyethylene terephthalate) Đặc tính: - PET loại bao bì thực phẩm quan trọng có chể tạo màng tạo dạng chai lọ tính chất : - Bền học cao, có khả chịu đựng lực xé lực va chạm, chịu đựng mài mịn cao, có độ cứng vững cao - Trơ với môi trường thực phẩm Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 10 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng nhựa thơng đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn Khối lượng nhựa thông (g) Sức bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn (Mpa) Sức bền kéo nhựa PE (Mpa) 0,1 11,2 22 0,2 12,6 22 0,3 14,7 22 0,4 15,1 22 0,5 16,4 22 0,8 17,9 22 18,1 22 1,2 18,3 22 1,5 18,5 22 Độ bền kéo (Mpa) 25 20 Sức bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn (Mpa) Sức bền kéo nhựa PE (Mpa) 15 10 0 0.5 1.5 Khối lượng nhựa thơng (g) Hình 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng nhựa thơng đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn Như vậy, lượng chất trợ tương hợp tăng độ bền kéo nhựa tăng lên, chứng tỏ nhựa thơng có vai trị làm bền liên kết tinh bột sắn nhựa PVA Khi hàm lượng chất trợ tương hợp 0,8 gam độ bền kéo tăng khơng đáng kể vầy chúng tơi chọn 0,8 giá trị khối lượng chất trợ tương hợp tối ưu Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 31 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 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 mơi trường khác như: - Mơi trường khơng khí khô - Môi trường đất ẩm - Ủ rác thải điều kiện hiếu khí kị khí b Kị khí a Hiếu khí Hình 3.6 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa ủ rác thải điều kiện hiếu khí kị khí - Ngâm nước thải Hình 3.7 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa ngâm nước thải Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 32 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng Q trình phân hủy nhựa quan sát sau tuần Sau thời gian tháng quan sát, thu kết phân hủy sinh học nhựa môi trường thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trường khác sau khoảng thời gian tháng Mơi trƣờng Hiện tƣợng Khơng khí khơ Đất ẩm Khơng thay đổi Mốc Rác thải (hiếu khí ) Mốc nhiều Rác thải (kị khí ) Mốc nhiều Nước thải Mốc nhiều Như để không khí khơ, kết hợp với nhiệt độ cao mơi trường, nhựa thu bền vững nên không thuận lợi cho phát triển vi sinh vật, sau thời gian tháng, trạng thái nhựa gần không thay dổi so với vừa chế tạo Trong điều kiện thích hợp chứa nhiều vi sinh vật rác thải, nước thải đất ẩm, trình phân hủy nhựa diễn nhanh, sau tháng nhựa bị mốc Tuy nhiên thời gian quan sát ngắn nên chưa tmf thời gian để nhựa phân hủy hồn tồn Hình 3.8 Trạng thái mốc nhựa môi trường đất ẩm sau thời gian tháng Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 33 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài khoá luận “Bước đầu nghiên cứu chế tạo vật liệu nhựa dễ phân hủy sinh học dùng để sản xuất bao bì” Em thu số luận sau: Đã tổng quan tình hình nghiên cứu, trạng sản xuất sử dụng loại nhựa phân hủy sinh học Việt Nam giới Tìm hiểu cách thức chế tạo nhựa phân hủy sinh học Đã nghiên cứu chế tạo nhựa phân hủy sinh học từ loại tinh bột ngô, khoai, sắn dự nhựa PVA, dung môi glyxerol chất trợ tương hợp nhựa thơng Kết xác định đặc tính lý loại nhựa biến tính cho thấy: độ bền kéo loại nhựa xếp theo thứ tự tăng dần sau: tinh bột khoai < tinh bột ngô < tinh bột sắn Kết nghiên cứu ảnh hưởng lượng chất trợ tương hợp đến độ bền nhựa cho thấy khối lượng chất trợ tương hợp = 0,8 gam giá trị tối ưu Đã nghiên cứu khả phân hủy nhựa điều kiện môi trường khác Kết cho thấy mơi trường khơng khí khơ nhựa khơng bị biến đổi cịn mơi trường đất ẩm, nước thải, rác thải nhựa bị phân hủy sinh học với tượng bị mốc Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 34 Trường ĐHDL Hải Phòng Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Ngọc Lân Vật liệu polyme phân hủy sinh học – Nhà xuất bách khoa HN [2] Clemons CM Wood-Plastic Composites in the United States The interfacing of two industries Forest Products Journal vol 52, No 6, June 2002 [3] Wolcott MP, Englund K A technology Review of Wood-Plastic Composites [4] ASM Handbook, composites, vol 21 2001 [5] http://www.tailieu.vn [6] http://www.yeumoitruong.com [7] http://www.google.com.vn [8] http://www.vietnamplasticnews.com Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 35 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp PHỤ LỤC Hình ảnh nhựa chế tạo từ bột khoai: Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 36 Khóa luận tốt nghiệp Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trường ĐHDL Hải Phịng Trang: 37 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng Hình ảnh nhựa chế tạo từ bột khoai: Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 38 Khóa luận tốt nghiệp Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trường ĐHDL Hải Phòng Trang: 39 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I:TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan ngành sản xuất nhựa giới Việt Nam 1.1.1 Đặc điểm chung ngành nhựa giới 1.1.1.1 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ nhựa 1.1.1.2 Hiện trạng sản xuất tiêu thụ nhựa tái chế 1.1.2 Đặc điểm chung ngành hàng nhựa Việt Nam 1.2 Các loại nhựa để sản xuất bao bì 1.2.1.PE (Polyethylene) 1.2.2 PP (Polypropylen) 1.2.3 PVC (Polyvinylchloride) 1.2.4 PC (Polycarbonat) 10 1.2.5 PET (Polyethylene terephthalate) 10 1.3 Hiện trạng sản xuất nhựa sinh học Việt Nam Thế Giới 11 1.3.1.Hiện trạng sản xuất nhựa sinh học giới 11 1.3.1.1 Các nghiên cứu lĩnh vực sản xuất nhựa sinh học 11 1.3.1.2 Một số loại polyme tự nhiên phân hủy sinh học 13 1.3.1.3 Tính chất sử dụng nhựa sinh học 17 1.3.1.3.1 Tính chất 17 1.3.1.3.2 Ứng dụng 17 3.2 Hiện trạng sản xuất nhựa sinh học Việt Nam 21 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 24 2.1 Dụng cụ, hóa chất 24 2.1.1 Dụng cụ 24 2.1.2 Hóa chất nguyên liệu 24 2.2 Qui trình chế tạo nhựa phân hủy sinh học 24 2.2.1 Thu hồi tinh bột từ ngô, khoai, sắn 24 2.2.2 Tổ hợp tinh bột nhựa nhiệt dẻo PVA 24 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 40 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 3.1 Đánh giá độ bền lý nhựa 26 3.1.1 Độ bền lý nhựa chế tạo từ tinh bột ngô 26 3.1.2 Độ bền lý nhựa chế tạo từ tinh bột sắn 27 3.1.3 Độ bền lý nhựa chế tạo từ tinh bột khoai 29 3.1.4 Ảnh hưởng hàm lượng nhựa thông đến độ bền kéo nhựa 30 3.2 Đánh giá khả phân hủy sinh học nhựa 32 KẾT LUẬN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 41 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ bột ngô 26 Bảng 3.2 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ bột sắn 28 Bảng 3.3 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ bột khoai 29 Bảng 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng nhựa thơng đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn 31 Bảng 3.5 Sự phân hủy sinh học nhựa môi trường khác sau khoảng thời gian tháng 33 Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 42 Trường ĐHDL Hải Phòng Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ bột ngơ 27 Hình 3.2 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ bột sắn 28 Hình 3.3 Độ bền lý mẫu nhựa chế tạo từ bột khoai 29 Hình 3.4 So sánh độ bền kéo nhựa chế tạo từ loại tinh bột khác 30 Hình 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng nhựa thơng đến độ bền kéo nhựa biến tính tinh bột sắn 31 Hình 3.6 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa ủ rác thải điều kiện hiếu khí kị khí 32 Hình 3.7 Theo dõi phân hủy sinh học nhựa ngâm nước thải 32 Hình 3.8 Trạng thái mốc nhựa mơi trường đất ẩm sau thời gian tháng 33 Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 43 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp CÁC TỪ VIẾT TẮT - PVA : Polyvinylancol - PET : Polyetylenterephtalat - PE : Polyetilen - PP : Polypropylen - PVC : Polyvinylchloride - PC : Polycarbonat Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 44 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Với lịng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Tiến sỹ Nguyễn Văn Dưỡng - Bộ môn Kỹ thuật Mơi trường Đại học Dân lập Hải Phịng người giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình thực hoàn thành đề tài Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy Ngành Kỹ thuật Mơi trường tồn thể thầy dạy em suốt khóa học trường ĐHDL Hải Phòng Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân động viên tạo điều kiện giúp đỡ em suốt q trình học làm khóa luận Việc thực khóa luận bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, thời gian trình độ có hạn nên khóa luận em khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thầy giáo bạn góp ý để khóa luận em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, tháng 11 năm 2011 Sinh viên Đỗ Thị Phương Sinh viên:Đỗ Thị Phương - Lớp:MT1101 Trang: 45 ... ? ?Bước đầu nghiên cứu chế tạo vật liệu nhựa dễ phân hủy sinh học dùng để sản xuất bao bì? ?? Em thu số luận sau: Đã tổng quan tình hình nghiên cứu, trạng sản xuất sử dụng loại nhựa phân hủy sinh học. .. Khả phân hủy sinh học (PHSH) nhựa phụ thuộc vào cấu tạo hóa học vật liệu vào thành phần sản phẩm vật liệu mà phụ thuộc vào nguyên liệu đầu sản xuất chúng Do nhựa phân hủy sinh học chế tạo từ nhựa. .. sinh học quang – phân hủy sinh học: Polyme thủy phân – phân hủy sinh học quang – phân hủy sinh học bị bẻ gãy giai đoạn Lúc đầu thủy phân phân hủy quang, sau giai đoạn phân hủy sinh học Cũng có loại