II.4.6 Một số loại vật liệu khác
Một công ty ở Anh đã phát triển một loại dung dịch mới, có tính thực tiễn và an toàn đối với môi trường, giải quyết vấn đề môi trường cho hàng triệu tấn rác thải bằng plastic gây ra. Họ tuyên bố bằng việc cắt đứt các liên kết cacbon trong nhựa góp phần làm giảm phân tử lượng, thay đổi thuộc tính dẫn đến việc chúng có thể được phân hủy nhanh chóng.
Một bước đột phá mới khi các nhà khoa học phát triển bao bì bioplastic tốt hơn : có khả năng phân hủy ở nhiệt độ thấp đến 33 độ F, hay đơn giản nó có thể phân hủy dưới mưa, các vi sinh vật trong đất. Bioplastic phân hủy cho ra CO2
và H2O.
Plastic từ tinh bột được tạo ra bằng cách ép đùn, thổi khí và đúc thành khuôn.
So sánh với plastic từ dầu mỏ thì giá cả bioplastic rẽ hơn khoảng
32cent/pound. Các loại bao bì này thường dùng bao gói các thực phẩm khô như socola, kẹo , bánh….
Bằng cách phối trộn giữa protein từ bắp và các acid béo người ta có thể tạo ra
một loại resin bằng cách ép đùn thành màng phân hủy sinh học được ưu chuộng hơn plastic.Vật liệu này khi đốt cháy cho ra các chất không gây độc hại. Các loại màng này thường dùng bao gói các dạng thực phẩm đông lạnh, các loại bánh, thức ăn nhanh…
Các plastic ăn được làm từ tinh bột và protein, sau khi sử dụng có thể nghiền nhỏ ra làm thức ăn cho gia súc bởi thành phần dinh dưỡng chứa trong nó khá
cao.
Plastic từ khoai tây : Các phế phẩm trong ngành chế biến khoai tây có thể được tận dụng để làm plastic. Tinh bột từ các phế phẩm này được vi khuẩn thủy phân thành đường glucose, sau đó lên men nhờ vi khuẩn latic cho ra sản
phẩm là acid latic, sấy khô và nghiền thành bột để dùng tạo ra một dạng PLA
plastic bằng kỹ thuật ép đùn.
II.4.7 Bao bì nhựa tự phân hủy
Màng polymer tự phân huỷ
Có thể nói đây là sản phẩm đầu tiên thuộc loại này của ngành sản xuất vật liệu polymer ở Việt Nam. Ưu điểm chính của nó là không gây ô nhiễm môi
trường giống như màng và túi đựng bằng nhựa nhiệt dẻo (PE, PP, PVC) hiện nay.
Vật liệu chính dùng trong sản xuất màng polymer tự phân huỷ là nhựa LDPE (low density polyetylen - polyetylen tỷ trọng thấp) và tinh bột sắn. Ban
đầu, nhóm nghiên cứu cho LDPE, tinh bột sắn và một số chất phụ gia đi qua máy trộn vật liệu cực đều ở nhiệt độ thích hợp. Tiếp đến, vật liệu được đùn ép
trên máy đùn trục vít có 3 vùng điều khiển nhiệt độ khác nhau. Sau khi được bổ sung chất trợ tương hợp và chất phân tán, nhựa hạt đi qua máy chém hạt để
tạo hạt compound. Chất trợ tương hợp đóng vai trò quyết định về khả năng phân phối trộn và sự đồng đều của vật liệu. Cuối cùng, hạt compound đi qua máy ép phun để tạo vật liệu định hình hoặc qua thiết bị thổi màng để thổi thành màng mỏng. Có thể tạo ra các màng có độ dày khác nhau theo yêu cầu của người sử dụng.
Nhóm nghiên cứu đã phủ vật liệu mới này trên các luống lạc tại Nông trường
Thanh Hà, Hoà Bình. Kết quả cho thấy, nó có tác dụng giữ ẩm, dinh dưỡng cho đất, chống xói mòn và diệt cỏ dại. Sau 4 tháng, toàn bộ màng polymer phân huỷ 100%. Hiện họ đang mở rộng ứng dụng cho mọi nông trường lạc, bông, ngô và thuốc lá trên toàn quốc. Tiến sĩ Phạm Thế Trinh, Phó Viện trưởng Viện Hoá học công nghiệp, cho biết: "Nhu cầu sử dụng màng polymer
tự phân huỷ trong nông, lâm nghiệp và thực phẩm là rất lớn. Chúng tôi mong nhận được sự hỗ trợ của các cơ quan hữu quan để sản xuất hàng loạt, tiến tới chế tạo bao gói thay thế bao bì nhựa nhiệt dẻo hiện nay
Những bình làm từ vật liệu phân hủy bởi vi sinh vật, có thể trồng trực tiếp vào đất, không ngăn cản rễ khi cây phát triển, khi nó vỡ ra, cây có thể phát triển ở vùng đất xung quanh.
II.5 Biopolymers
Biopolymer là polymer được sinh ra trong tự nhiên ví dụ carbohydrate, protein. Biopolymer đã được sản xuất thương mại trên quy mô lớn mặc dù ít được dùng để sản xuất chất dẻo.
Một số ví dụ về biopolymer:
Cellulose là carbohydrate phong phú nhất trên thế giới; 40% của tất cả các chất hữu cơ là cellulose.
Tinh bột được tìm thấy trong bắp ngô,khoai tây, lúa mỳ, khoai mỳ,và một số cây trồng khác. Sản xuất tinh bột hàng năm của thế giới là trên 70tỷ pounds, với nhiều ứng dụng không nhằm mục đích thực phẩm như làm giấy, bìa,hồ dệt, và keo gián. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Collagen là protein phổ biến nhất được tìm thấy ở động vật có vú. Gelatin là collagen biến tính, được sử dụng trong vỏ bọc xucxich, viên nang cho thuốc và các chế phẩm vitamin, và một vài ứng dụng khác trong nhiếp ảnh.
Casein thương mại được sản xuất chủ yếu từ sữa bò, được sử dụng trong keo gián , bìa rời, lớp phủ bảo vệ và các sản phẩm khác.
Soy protein và Zein (từ ngô) là protein thực vật phong phú. Chúng được sử dụng để làm keo dán và sơn cho giấy và cactông.
Polyesters được sản xuất bởi ác vi khuẩn và có thể được làm thương mại trên quy mô lớn thông qua quá trình lên men, thường được sử dụng trong các ứng dụng y sinh.
Một số nguyên liệu tự nhiên khác có thể được làm thành polymer phân hủy được ví dụ như:
Acid lactic được sản xuất trên quy mô lớn thong qua quá trình lên men của nguyên liệu đường thu được từ củ cải đường hay mía hoặc được chuyển đổi từ tinh bột ngô, mặt nạ khoai tây, tinh bột hoặc các nguồn khác. Nó có thể được polymer hóa để sản xuất acid polylactic.
Triglycerides chiếm một phần lớn chất béo lưu trữ ở động vật và tế bào thực vật. hơn 16 triệu pounds dầu thực vật được sản xuất tại hoa kỳ mỗi năm chủ yếu từ đậu tương, cây gai, hạt cải dầu. triglyceride là một nguyên liệu triển vọng trong sản xuất nhựa.
Những nguyên liệu tự nhiên phong phú, tái tạo và phân hủy, làm cho chúng hấp dẫn đối với nguyên liệu bioplastics.
Vấn đề thân thiện với môi trường ngày càng được coi trọng nhưng đặc tính vật liệu và giá cả vẫn là những yếu tố quan trọng. hầu hết các polymer sinh học có đặc tính cơ học gần giống với polymer truyền thống. những đặc tính này(độ co giãn, đàn hồi…) phụ thuộc vào nguyên liệu thô và phương pháp gia công.
Ngày nay giá của nhiều loại vật liệu sinh học có thể gần bằng hoặc vượt hơn một chút so với PET và PA, ngoại trừ PHAs có giá gấp 10 lần polymer truyền thống. tuy nhiên do lượng sản phẩm này ít hơn ảnh hưởng đến vấn đề giá cả, nếu sản xuất với số lượng lớn thì giá cả của chúng sẽ thấp hơn.
Các nghiên cứu khoa học đã tìm ra một lượng lớn các vật liệu sinh học thích hợp cho bao bì thực phẩm nhưng việc ứng dụng chúng vẫn còn nhiều hạn chế. Chúng ta không mong việc thay thế hoàn toàn vật liệu truyền thống bằng vật liệu sinh học trong một thời gian ngắn tuy nhiên vật liệu sinh học thực sự là vật liệu của tương lai khi mà những đặc tính và giá cả của chúng tương đương hoặc rẻ hơn vật liệu truyền thống.