a. Sử dụng phụgia xúc tiến oxy hóa
Một giải pháp khảthi đểchuyển các bao bì chất dẻo thành các vật liệu có khả năng phân huỷsinh học trong thời gian ngắn là sử dụng các phụgia có khảnăng tăng
tốc phản ứng của chất dẻo với oxy không khí và đưa nguyên tửoxy vào trong mạch polyme. Các phụ gia làm tăng tốc và thúc đẩy quá trình phân huỷsinh học được gọi
là phụ gia xúc tiến phân huỷ (prodegradant), một số loại đã và đang được sử dụng
bao gồm:
• Muối và phức chất của kim loại chuyển tiếp
Muối và phức chất của kim loại chuyển tiếp hiện nay được sử dụng khá phổ
biến làm chất xúc tiến phân huỷ nhờ khả năng xúc tác cho quá trình phân huỷ
hydroperoxide thành các gốc tự do. Các kim loại chuyển tiếp được sử dụng nhiều
nhất bao gồm Fe, Co và Mn. Sắt có hiệu quảcao trong việc tăng tốc quá trình phân
huỷquang còn Mn và Co lại rất nhạy với quá trình phân huỷ nhiệt. Các ion kim loại
Trang 67
Hình 5.2: Xúc tác ion kim loại cho quá trình phân hủy hydroperoxide thành
các gốc ankoxy và peroxy
• Các hệkhông chứa kim loại chuyển tiếp
Trong khi hầu hết các công trình công bố liên quan đến quá trình giảm cấp
sinh học đều đềcập đến muối của kim loại chuyển tiếp thì vẫn có một sốbáo cáo về các phụgia xúc tiến phân huỷkhác không chứa bất kỳkim loại chuyển tiếp nào. Hầu hết các loại nhựa polyolefin thương mại đều trải qua quá trình biến đổi hoá học dưới
ánh sáng UV bởi chúng có chứa các tạp chất, phụgia có nhóm mang màu. Chính các nhóm mang màu này sẽ hấp thụ ánh sáng hoặc photon có năng lượng nhất định.
Quang phổánh sáng mặt trời chiếu xuống trái đất trong khoảng từ290-3000nm, với
bức xạ tử ngoại trong vùng 295 - 380nm. Các hợp chất bão hoà có các liên kết C-C,
C-H và O-H sẽ hấp thụ ánh sáng có chiều dài sóng nhỏ hơn 200 nm, cả 2 nhóm
carbonyl và nối đôi liên hợp đều có cực đại hấp thụ trong khoảng 200 đến 300nm. Việc đưa các nhóm này vào polyme làm tăng tốc quá trình phân huỷ quang.
Các hợp chất, nhóm chức thường gặp là các copolyme keton, các nhóm 1,2-
oxo- hydroxy, các alcohol và este không no, benzophenon, γ-pyrone β-diketon,
peroxide …
Qua tổng quan các tài liệu thấy rằng PE hầu như không phân hủy sinh học, để
nâng cao khảnăng phân hủy sinh học của màng PE thì sử dụng các phụ gia xúc tiến
oxy hóa là biện pháp được quan tâm hơn cả. Việc chế tạo các vật liệu nhựa PE chứa phụgia xúc tiến tiến oxy hóa hoàn toàn dựa trên quy trình công nghệ và thiết bị chế
tạo nhựa hiện có nên có thểhoàn toàn chủđộng về mặt công nghệ với giá thành của
Trang 68