Tình hình nghiên cứu polyme phân hủy sinh học ở Việt Nam

Một phần của tài liệu Nghiên cứu tổng hợp polyme phân hủy sinh học trên cơ sở polyvinyl ancol và polysaccarit tự nhiên” (Trang 60 - 64)

Ở Việt Nam, các nhà khoa học ở các viện nghiên cứu và các trường đại học, trong mười năm trở lại đây đã có nhiều nghiên cứu theo hướng nói trên, đặc biệt các nghiên cứu về chitin và chitosan đã thu được những kết quả khả quan [54]. Lĩnh vực nghiên cứu biến tính polyme truyền thống bằng một số axetat kim loại c ng đã được tiến hành [55, 56]. Rải rác có một số cơng trình tổng hợp polyme [57, 58, 59, 60] nhưng chưa đi sâu vào khả năng tự phân hủy và chưa trở thành một xu hướng chính. Trong vài năm trở lại đây, một vài cơng trình nghiên cứu về khả năng PHSH của polyme đã được công bố.

Năm 2003, Tiến sĩ Phạm Thế Trinh [61] đã tổng hợp màng polyme tự hủy trên cơ sở nhựa LDPE. Nó là tổ hợp của nhựa polyetylen tỷ trọng thấp với tinh bột sắn biến tính bằng phương pháp phốt phát hóa. Màng được tổng hợp bằng phương pháp phối trộn nguyên liệu và ép đùn trên máy đùn trục vít. Tác giả đã tạo được màng có tỷ lệ tinh bột biến tính/LDPE từ 20 đến 70%. Khả năng hấp thụ nước của màng càng cao khi lượng tinh bột phốt phát hóa càng tăng. Với 70% lượng tinh bột phốt phát hóa, độ hấp thụ nước của màng đạt giá trị cao nhất 18,5%. Tính chất bền cơ giảm dần khi tăng hàm lượng tinh bột phốt phát hóa.

Trương Phước Nghĩa và cộng sự [62] đã tổng hơp thành công vật liệu nanocomposit PHSH trên cơ sở hỗn hợp tinh bột nhiệt dẻo, poly(vinyl ancol) và khoáng sét montmorillonite (MMT) bằng phương pháp dung dịch. Dạng của cấu trúc nano (đan xen, tách lớp hay cả hai) tùy thuộc vào hàm lượng của khống MMT. Khơng có hiện tượng tách pha khi có thêm sự hiện diện của chất độn MMT. Khả năng phân tán của MMT trong hỗn hợp nhựa nền là rất tốt. Các vật liệu thu được đều có pha phân tán ở kích thước nanomet với các

hàm lượng khống sét thay đổi từ 3, 7, 9, 11, 13 đến 50phr (parts per hundred resin).

Khả năng phân hủy thủy phân invitro của màng polylactit [63] đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy, trong môi trường invitro, polytactic axit ngay lập tức bị phân hủy do phản ứng thủy phân dẫn tới sự suy giảm độ nhớt đặc trưng và khối lượng phân tử. Quá trình phân hủy thủy phân xảy ra theo cơ chế bậc là do sự có mặt các liên kết este trong polylactit. Khối lượng của mẫu bị tổn thất và tính chất bền kéo bị giảm rõ rệt khi kéo dài thời gian ngâm mẫu trong dung dịch muối đệm. Độ suy giảm khối lượng phân tử và độ bền kéo của polylactic axit xảy ra nhanh hơn sau 120 ngày thử.

Mai Văn Tiến và cộng sự thuộc Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam [64] đã xác định được tỷ lệ thích hợp để gia công chế tạo vật liệu polyme PHSH trên cơ sở polyvinylancol với tinh bột sắn, tỷ lệ thích hợp là polyvinylancol/tinh bột/glyxerin/polycaprolacton tương ứng 85/15/10/10. Quá trình phân hủy của vật liệu được nghiên cứu thông qua phương pháp đo độ hấp thụ nước trong điều kiện môi trường tự nhiên, sự mất khối lượng trong môi trường nước và vùi trong đất. Độ hấp thụ nước của vật liệu polyvinylancol/tinh bột sắn tăng dần theo thời gian và đạt tới bão hòa ở khoảng 25% sau khoảng 2 tháng. Sự mất khối lượng tăng dần theo thời gian phân hủy. Sau 6 tháng phân hủy, khối lượng mẫu ngâm trong môi trường mất 88,9% và trong môi trường vùi trong đất mất 36,6%. Kết quả phân tích xác định sản phẩm phân hủy cho thấy các loại ancol phân tử thấp được hình thành trong suốt quá trình phân hủy thủy phân.

Nghiên cứu, chế tạo vật liệu polyme siêu hấp thụ nước có giá thành hợp lý và phù hợp với điều kiện Việt Nam [65] đã được nghiên cứu thành cơng. Đây là loại vật liệu có khả năng giữ ẩm, cải tạo đất, góp phần nâng cao năng suất cây trồng với giá thành rẻ. Sản phẩm có tên gọi AMS-1 được hình thành từ quá trình ghép axit acrylic vào tinh bột sắn biến tính. Ngay khi gặp nước, nó nở ra thành khối gel trong suốt, giống một miếng bọt xốp. Gel giữ nước

khá chặt, nhưng thực vật vẫn có thể dễ dàng hút nước từ vật liệu này để sinh trưởng và phát triển. AMS-1 là chất có khả năng PHSH nên khơng hề gây hại đến mơi trường. Nó có thể phát huy tác dụng trữ nước trong đất trên 18 tháng.

Tiếp tục hướng nghiên cứu về vật liệu tự hủy, Thái Hoàng và cộng sự [66] đã nghiên cứu vật liệu polyme blend trên cơ sở polylactic axít và copolyme etylen-vinylaxetat. Polyme blend được chế tạo bằng phương pháp tạo màng trong dung dịch. Phân tích phổ hồng ngoại cho thấy sự dịch chuyển một số vị trí đặc trưng của nhóm C=O, C-O-C trên phổ hồng ngoại của polyme blend polylactic axit và copolyme etylen-vinylaxetat. Các pha phân tán vào nhau tốt hơn ở các mẫu giàu polylactic axit và etylen-vinylaxetat. Sự có mặt của polylactic axit làm tăng nhiệt độ bắt đầu phân hủy của polyme blend trong khi etylen-vinylaxetat làm tăng khả năng bền oxy hóa nhiệt của polyme blend ở nhiệt độ cao.

Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM [67] đang nghiên cứu sản xuất bao bì polyolefin tự phân hủy dưới tác động của môi trường khí hậu Việt Nam. Nhóm nghiên cứu đánh giá tính chất phân hủy sinh học của sản phẩm bằng việc kiểm nghiệm sự phân hủy bằng oxy hóa, kiểm tra sự phân hủy quang học của vật liệu, đánh giá độ bền kéo và độ giãn dài, khảo sát sự phân hủy trong điều kiện chôn lấp sản phẩm trên cát.

Nhóm nghiên cứu Viện Khoa học Vât liệu Ứng dụng đã tổng hợp polyme PHSH polylactic axit bằng phương pháp đa trùng ngưng liên tục và gián đoạn axit lactic với xúc tác SnCl2 [10]. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở phản ứng trùng ngưng liên tục, polyme có trọng lượng phân tử trung bình thấp (11.441), độ đa phân tán 1,8553, độ đa trùng ngưng 47, hiệu suất đạt 35%. Ở phản ứng trùng ngưng gián đoạn, polyme có trọng lượng phân tử trung bình cao (22.694), độ đa phân tán 1,4934, độ đa trùng ngưng 137, hiệu suất đạt 32- 34%. Polylactic axit phân hủy hồn tồn sau 30 ngày chơn ủ trong đất.

Tiếp tục hướng nghiên cứu về polyme PHSH, nhóm nghiên cứu Viện Khoa học Vât liệu Ứng dụng đã khảo sát q trình phân hủy bằng cách chơn ủ

vật liệu. Qua hình 1.14 có thể dễ dàng nhận thấy sau 7 ngày chôn trong đất, vật liệu bắt đầu xuất hiện các bào tử nấm mốc đầu tiên. Sau 14 ngày, nấm mốc đã xâm nhập hầu hết màng polyme, và sau 30 ngày, các vi khuẩn đã ăn hết màng [68, 69]. Được biết, mẫu đối chứng (để trong khơng khí) tồn tại qua nhiều năm vẫn khơng phân hủy.

Gần đây, nhóm tác giả thuộc Viện Khoa học Vât liệu Ứng dụng c ng đã công bố một số kết quả khảo sát quá trình tổng hợp poly (succinic alhydrit) và poly (maleic alhydrit) trên một số xúc tác khác nhau [68] hay tổng hợp màng polyme composit trên cơ sở polyvinyl ancol và sợi lignoxenlulo, chitosan [10, 69, 70, 71, 72]. Các màng polyme đều có khả năng PHSH khi chơn trong đất sau khoảng thời gian từ 45 đến 90 ngày.

Mẫu đối chứng Sau 7 ngày Sau 14 ngày Sau 30 ngày

Hình 1.14. Mẫu polyme PHSH của Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu tổng hợp polyme phân hủy sinh học trên cơ sở polyvinyl ancol và polysaccarit tự nhiên” (Trang 60 - 64)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(174 trang)