Các loại nhựa thân thiện với môi trường

Nhựa đang đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, từ bao bì, vật dụng sinh hoạt đến thiết bị y tế, công nghiệp. Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng nhu cầu, lượng rác thải nhựa ngày càng lớn đã và đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường tự nhiên và sức khỏe con người. Trong bài viết này, BlueSky Việt Nam sẽ giới thiệu tổng quan về các loại nhựa thân thiện với môi trường, bao gồm khái niệm, đặc điểm, các ví dụ tiêu biểu và tiềm năng ứng dụng, giúp chúng ta có cái nhìn rõ hơn về xu hướng quan trọng này.

1. Thế nào là nhựa thân thiện với môi trường?

“Nhựa thân thiện với môi trường” thường được hiểu là những loại nhựa có nguồn gốc tái tạo (chẳng hạn từ thực vật, vi sinh vật) hoặc có khả năng phân hủy sinh học, compostable (phân hủy thành chất hữu cơ đơn giản trong một khoảng thời gian tương đối ngắn, không gây hại hoặc gây ô nhiễm). Trong đó, có hai khái niệm chính:

Nhựa sinh học (bioplastics): Nhựa sinh học thường được sản xuất từ nguyên liệu tái tạo như tinh bột, cellulose, đường mía, dầu thực vật… Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào dầu mỏ, chúng tận dụng tài nguyên sinh khối (biomass). Nhựa sinh học có thể được chia nhỏ thêm thành nhiều nhóm khác nhau, trong đó một số nhóm có khả năng phân hủy sinh học, số khác thì không.

Nhựa phân hủy sinh học (biodegradable plastics): Đây là những loại nhựa có khả năng bị phân giải hoàn toàn hoặc một phần thành CO₂, nước và sinh khối nhờ vi sinh vật, trong khoảng thời gian ngắn hơn nhiều so với nhựa truyền thống. Nhựa phân hủy sinh học có thể có nguồn gốc sinh học hoặc dầu mỏ. Một thuật ngữ liên quan khác là nhựa phân hủy công nghiệp (compostable plastics), nghĩa là loại nhựa cần điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và vi sinh vật thích hợp để có thể phân hủy nhanh chóng.

2. Các loại nhựa thân thiện với môi trường phổ biến

*PLA (Polylactic Acid)

Polylactic Acid (PLA) là một trong những loại nhựa sinh học phổ biến nhất hiện nay, được làm từ nguồn tinh bột (ngô, khoai tây, sắn…) hoặc đường mía, đường củ cải. PLA có một số đặc điểm nổi bật:

• Ưu điểm: 
  • Nguồn gốc tái tạo, giảm phụ thuộc vào dầu mỏ.
  • Khả năng phân hủy sinh học trong môi trường công nghiệp (composting) với thời gian từ vài tuần đến vài tháng, tùy điều kiện.
  • An toàn cho sức khỏe, có thể tiếp xúc thực phẩm.
• Nhược điểm: 
  • PLA có nhiệt độ chịu nhiệt tương đối thấp (khoảng 50 – 60°C), không thích hợp cho các ứng dụng chịu nhiệt cao.
  • Đòi hỏi cơ sở hạ tầng xử lý công nghiệp để phân hủy một cách hiệu quả (nếu thải ra môi trường tự nhiên, quá trình phân hủy sẽ diễn ra chậm hơn).
  • Chi phí sản xuất cao hơn nhựa truyền thống.

*PHA (Polyhydroxyalkanoates)

PHA (Polyhydroxyalkanoates) là một nhóm polymer sinh học do vi sinh vật tổng hợp, thường thông qua việc lên men nguyên liệu chứa carbon (đường, dầu thực vật…). Đây là một loại nhựa sinh học được đánh giá cao nhờ khả năng phân hủy sinh học trong nhiều điều kiện khác nhau (kể cả trong môi trường biển).

• Ưu điểm: 
  • Phân hủy hoàn toàn thành nước, CO₂ và sinh khối trong điều kiện tự nhiên (bao gồm môi trường biển).
  • Không gây độc hại, an toàn cho con người và sinh vật.
  • Có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng như bao bì, dụng cụ y tế, chất liệu cấy ghép…
• Nhược điểm: 
  • Chi phí sản xuất khá cao, quy trình nuôi cấy vi sinh vật phức tạp.
  • Tính chất cơ học (độ bền, dẻo) cần cải tiến để cạnh tranh tốt hơn với nhựa thông thường.

*PBS (Polybutylene Succinate)

PBS (Polybutylene Succinate) cũng là một loại nhựa phân hủy sinh học, có thể có nguồn gốc từ sinh khối (thực vật, vi sinh vật) hoặc hóa dầu. PBS thường được sử dụng trong các sản phẩm bao bì, túi đựng, màng nông nghiệp…

• Ưu điểm: 
  • Phân hủy trong đất và môi trường ủ phân (compost) tương đối nhanh.
  • Nhiệt độ biến dạng nhiệt cao hơn PLA, giúp ứng dụng đa dạng hơn.
• Nhược điểm: 
  • Đòi hỏi quy trình sản xuất phức tạp, dẫn đến giá thành cao.
  • Vẫn chưa phổ biến bằng PLA trên thị trường.

*PBAT (Polybutylene Adipate Terephthalate)

PBAT là một loại nhựa có khả năng phân hủy sinh học, thường được pha trộn với PLA hoặc các polymer sinh học khác để cải thiện tính dẻo và khả năng gia công. PBAT phân hủy trong điều kiện ủ phân công nghiệp khá tốt.

• Ưu điểm: 
  • Độ dẻo cao, thích hợp làm túi đựng rác, bao bì màng mỏng.
  • Có thể kết hợp với PLA để khắc phục hạn chế về độ dẻo và độ bền.
• Nhược điểm: 
  • Tỷ lệ pha trộn phải được tính toán cẩn thận, vì có thể làm mất đi tính chất cơ học mong muốn.
  • Cần cơ sở hạ tầng công nghiệp để bảo đảm phân hủy diễn ra hoàn toàn.

*Nhựa sinh học có bổ sung phụ gia

Bên cạnh những polymer sinh học “thuần” kể trên, thị trường còn xuất hiện nhiều loại nhựa có bổ sung phụ gia nhằm đẩy nhanh quá trình phân hủy (oxo-biodegradable plastics). Tuy nhiên, hiệu quả và mức độ “thân thiện” của các loại nhựa này còn gây tranh cãi do một số nghiên cứu cho thấy chúng có thể phân tách thành vi nhựa (microplastics) thay vì phân hủy hoàn toàn.