4. Đóng góp của tác giả
1.2.2.3. Thực trạng xửlý và tái sử dụng phế liệu da thuộc
Trong nước [11]
Đối với chất thải rắn ngành da giầy nước ta nói chung hiện nay chưa được quan tâm một cách đúng mức. Một số doanh nghiệp đã có sự phân loại và xử lý nhưng nhìn chung đều theo phương pháp đốt hoặc chôn lấp gây lãng phí nguồn nguyên liệu collagen quí vừa làm tăng chí phí xử lý.
Việc nghiên cứu tái sử dụng phế liệu da thuộc nhằm tận dụng các đặc tính quí báu của collagen mà không vật liệu nào có được như tính đàn hồi, tính dẻo, độ bền, độ giãn và các tính chất vệ sinh (thông hơi, thông khí, hút ẩm, hút nước tốt, tính các nhiệt hay giữ nhiệt tốt v.v.) trong sản xuất các vật liệu tái chế hầu như chưa đươc tiến hành. Cho đến nay chưa có một công bố nào từ trong nước liên quan tới lĩnh vực này.
Ngoài nước [10, 12-21]
Vật liệu polymer composite có thành phần phân tán là các xơ sợi tự nhiên đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học và công nghiệp do các đặc tính ưu việt về độ bền cơ lý, cơ học và đặc biệt là tính sinh thái. Việc sử dụng các vật liệu tự nhiên dạng sợi đặc biệt là các phế thải, các phụ phẩm công nghiệp, nông nghiệp làm chất gia cường không những tạo ra được các vật liệu có tính năng tốt với giá thành rẻ mà còn thay đổi các đặc tính phân hủy sinh học của các vật liệu nhựa nền.
Trong số các vật liệu dạng xơ và sợi tự nhiên thì xơ da đặc biệt được chú ý bởi các đặc tính ưu việt của nó mà không có loại xơ tự nhiên nào có được. Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành bởi một số nhóm các nhà khoa học tại nhiều trường đại học và trung tâm nghiên cứu trên thế giới nhằm xây dựng các phương pháp chế tạo các vật liệu polymer composite có vật liệu gia cường từ da tự nhiên. Đây cũng chính là hướng nghiên cứu chủ đạo để giải quyết vấn đề tái chế phế liệu da thuộc của công đoạn sản xuất giầy trên thế giới hiện nay.
giầy tái chế. Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu mới ở mức đề xuất, chưa có các thử nghiệm ứng dụng cụ thể.
Nhóm nghiên cứu của Olszewska [14] đã tiến hành phân rã da thuộc crom theo nhiều giai đoạn khác nhau để thu được các bào da và hạt da mài và phối hợp chúng với cao su Nitril nhằm chế tạo các vật liệu tổ hợp có khả năng phân hủy sinh học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử dụng hỗn hợp bào da và bột da để gia cường cho cao su thu được các sản phẩm có tính chất cơ lý vượt trội so với việc sử dụng riêng từng loại chất gia cường nêu trên. Đồng thời, việc phối hợp cả bào da và bột da còn làm giảm quá trình phân hủy nhiệt của các sản phẩm lưu hóa.
Santana và Moreno [15] đã tiến hành nghiền xé phế liệu da nappa của quá trình sản xuất giầy bằng máy nghiền búa có kích thước mắt sàng là 1,5Mm thành các xơ da. Các xơ da thu được tiếp tục được tiến hành trùng hợp ghép với methyl methacrylate monome trước khi dùng làm cốt cho vật liệu composite có nền là poly methyl mathacrylate. Vật liệu thu được có tính chất giống như các vật liệu lai hóa.
Trong một nghiên cứu khác, Madera - Santana và cộng sự đã tiến hành nghiền da thuộc crom thành các bó vi xơ colagen để chế tạo vật liệu composite có nền là PVC. Phương pháp phối trộn được sử dụng là ép đùn. Các tác giả đã cho thấy có thể tạo ra các vật liệu composite có giá thành rẻ bằng phương pháp này. Đồng thời kết quả nghiên cứu cũng cho thấy độ hút ẩm và độ bền đứt của các tấm vật liệu tổ hợp tạo thành có giá trị đủ lớn để ứng dụng làm nguyên liệu trong sản xuất giầy.
Nhóm nghiên cứu của Nahar thuộc đại học Malaya, Malaysia [16] đã tiến hành tái chế các loại da đã thuộc bằng các chất thuộc khác nhau bằng cách phối trộn chúng với polyeste để tạo thành vật liệu composite. Trước khi phối trộn, các da thuộc phế liệu được nghiền hai lần bằng máy mài nhằm thu được các hạt da có kích thước 300 - 500 micron.
Năm 2006, Ramaraj đã tiến hành nghiên cứu tính chất cơ học và tính chất nhiệt học của vật liệu tổ hợp tạo thành từ chất thải da và acrylonitrile - butadiene - styrene (ABS). [17]
Nhóm nhà sáng chế của Nhật do Masahiro Ueda đứng đầu đã phát kiến ra ý tưởng tái sử dụng xơ colagen của da thuộc để sản xuất các vật liệu composite có khả năng chịu nhiệt dùng làm tóc giả (United States Patent, 2004). Để thu được các xơ collagen thì các mảnh da thuộc đã được xử lý trong môi trường axit và môi trường kiềm với các phương án khác nhau. [18]
Ngoài ra, một số nghiên cứu khác [19-23] cũng đã được tiến hành để chế tạo các loại vật liệu polymer composite gia cường bằng da thật với việc sử dụng các chất nền là các polymer nhiệt dẻo đã được hóa dẻo mức cao và các loại cao su,.... Trong tất cả các nghiền cứu này, da trước khi phối trộn với chất nền đều được nghiền xé bằng các phương pháp khác nhau.
Việc tái chế các chất thải rắn của ngành da giầy để sản xuất các vật liệu mới không chỉ nhận được sự quan tâm của các nhà khoa học dưới dạng các nghiên cứu cơ bản mà còn là vấn đề thời sự của các hãng sản xuất sản phẩm da giầy lớn trên thế giới. Một trong những chương trình tái chế đáng chú ý hiện nay là chương trình “Reuse-A-Shoe” của hãng giầy thể thao danh tiếng NIKE. Kể từ khi bắt đầu chương trình này từ những năm 1990, NIKE đã tiến hành nghiền xé 28 triệu đôi giầy cũ và hơn 36.000 tấn chất thải rắn của quá trình sản xuất giầy để sản xuất ra vật liệu mới có tên gọi là NIKE GRIND. Chương trình này hiện đang được triển khai tại Úc, Canada, Nhật, vương quốc Anh và Mỹ với mục tiêu tham vọng là tạo ra hơn 600 triệu mét vuông sản phẩm tái chế. Hiện nay NIKE có hai nhà máy sản xuất vật liệu NIKE GRIND đặt tại vương quốc Bỉ và Mỹ. [24]
Có thể thấy rằng, việc sử dụng phế liệu da thuộc cũng như các chất thải rắn của quá trình sản xuất giầy để làm vật liệu phân tán gia cường cho các loại polime composite đang là xu hướng nghiên cứu hiện nay trên thế giới. Với tất cả các nghiên cứu này thì phế liệu da giầy trước khi đem phối trộn với nền polime đều phải trải qua công đoạn nghiền xé. Các phương pháp đã được các nhóm nghiên cứu sử dụng để nghiền xé rất đa dạng nhưng nhìn chung được tổng hợp thành hai nhóm là
nay chỉ mang tính giới thiệu mà không được thông tin một cách chi tiết trong các tài liệu và công bố quốc tế liên quan tới lĩnh vực này.