Các polyme hoàn hảo - các polyme cân bằng tính chất vật lý và tác động môi trường - không tồn tại, nhưng polybutylen terephthalate (PBAT) gần với sự hoàn hảo hơn nhiều.
Sau nhiều thập kỷ không thể ngăn chặn các sản phẩm của họ kết thúc ở các bãi chôn lấp và đại dương, các nhà sản xuất polymer tổng hợp đang chịu áp lực phải chịu trách nhiệm. Nhiều người đang tăng cường nỗ lực của họ để thúc đẩy tái chế để chống lại những lời chỉ trích. Các công ty khác đang cố gắng giải quyết vấn đề chất thải bằng cách đầu tư vào các loại nhựa dựa trên sinh học có thể phân hủy sinh học như polylactic acid (PLA) và polyhydroxy este axit béo (PHA), với hy vọng sự thoái hóa tự nhiên sẽ làm giảm ít nhất một số chất thải.
Nhưng cả hai tái chế và biopolyme đều phải đối mặt với những trở ngại. Ví dụ, mặc dù nhiều năm nỗ lực, Hoa Kỳ vẫn tái chế ít hơn 10 phần trăm nhựa. Và các polyme dựa trên sinh học-thường là các sản phẩm lên men-đang đấu tranh để đạt được hiệu suất và quy mô của các polyme tổng hợp mà chúng có nghĩa là để thay thế.
PBAT kết hợp một số tính chất có lợi của các polyme tổng hợp và dựa trên sinh học. Nó có nguồn gốc từ các sản phẩm hóa dầu phổ biến - axit terephthalic tinh chế (PTA), butanediol và axit adipic, nhưng nó có thể phân hủy sinh học. Là một polymer tổng hợp, nó có thể dễ dàng sản xuất hàng loạt, và nó có các tính chất vật lý cần thiết để làm cho các bộ phim linh hoạt có thể so sánh với các loại nhựa truyền thống.
Quan tâm đến PBAT đang gia tăng. Các nhà sản xuất được thành lập như BASF của Đức và Novamont của Ý đang chứng kiến nhu cầu tăng lên sau nhiều thập kỷ nuôi dưỡng thị trường. Họ được tham gia bởi hơn nửa tá các nhà sản xuất châu Á, những người mong đợi doanh nghiệp cho polymer sẽ phát triển khi các chính quyền khu vực thúc đẩy sự bền vững.
Marc Verbruggen, cựu Giám đốc điều hành của nhà sản xuất PLA NatureWorks và hiện là một nhà tư vấn độc lập, tin rằng PBAT là sản phẩm sinh học rẻ nhất và dễ dàng nhất để sản xuất và ông tin rằng PBAT đang trở thành sinh học linh hoạt ưu việt, nó đang ở phía trước của poly succinate estanediol ( PBS) và các đối thủ cạnh tranh PHA. Và nó có khả năng được xếp hạng cùng với PLA là hai loại nhựa phân hủy sinh học quan trọng nhất, mà ông nói đang trở thành sản phẩm thống trị cho các ứng dụng cứng nhắc.
Ramani Narayan, giáo sư kỹ thuật hóa học tại Đại học bang Michigan, cho biết điểm bán hàng chính của PBAT-khả năng phân hủy sinh học của nó-đến từ trái phiếu este, thay vì bộ xương carbon-carbon trong các polyme không phân hủy như polyetylen. Liên kết este dễ dàng bị thủy phân và bị tổn thương bởi các enzyme.
Ví dụ, axit polylactic và PHA là polyesters suy giảm khi liên kết ester của chúng bị phá vỡ. Nhưng polyester phổ biến nhất - polyetylen terephthalate (PET), được sử dụng trong sợi và chai soda - không bị hỏng dễ dàng. Điều này là do vòng thơm trong bộ xương của nó đến từ PTA. Theo Narayan, các vòng cung cấp các đặc tính cấu trúc cũng làm cho vật nuôi kỵ nước. Nước không dễ vào và nó làm chậm quá trình thủy phân, ông nói.
BASF làm cho polybutylen terephthalate (PBT), một polyester được làm từ butanediol. Các nhà nghiên cứu của công ty đã tìm kiếm một polymer phân hủy sinh học mà họ có thể dễ dàng sản xuất. Họ đã thay thế một số PTA trong PBT bằng axit glycolic adipose diacid. Theo cách này, các phần thơm của polymer được tách ra để chúng có thể phân hủy sinh học. Đồng thời, PTA đủ để đưa ra các tính chất vật lý có giá trị polymer.
Narayan tin rằng PBAT có khả năng phân hủy sinh học hơn một chút so với PLA, đòi hỏi phân hữu cơ công nghiệp phải phân hủy. Nhưng nó không thể cạnh tranh với PHA có sẵn trên thị trường, có thể phân hủy sinh học trong điều kiện tự nhiên, ngay cả trong môi trường biển.
Các chuyên gia thường so sánh các tính chất vật lý của PBAT với polyetylen mật độ thấp, một loại polymer đàn hồi được sử dụng để làm phim, chẳng hạn như túi rác.
PBAT thường được trộn với PLA, một polymer cứng với các đặc tính giống như polystyrene. Thương hiệu Ecovio của BASF dựa trên sự pha trộn này. Ví dụ, Verbruggen cho biết một túi mua sắm có thể phân hủy thường chứa 85% PBAT và 15% PLA.
Novamont thêm một chiều khác cho công thức. Công ty trộn PBAT và các polyesters thơm aliphatic có thể phân hủy sinh học khác với tinh bột để tạo ra nhựa cho các ứng dụng cụ thể.
Stefano Facco, giám đốc phát triển kinh doanh mới của công ty, cho biết: Trong 30 năm qua, Novamont đã tập trung vào các ứng dụng trong đó khả năng suy thoái có thể tăng thêm giá trị cho chính sản phẩm. Phạm vi
Một thị trường lớn cho PBAT là mùn, được lan truyền xung quanh cây trồng để ngăn chặn cỏ dại và giúp giữ độ ẩm. Khi màng polyetylen được sử dụng, nó phải được kéo lên và thường bị chôn vùi trong các bãi rác. Nhưng màng phân hủy sinh học có thể được trồng trực tiếp vào đất.
Một thị trường lớn khác là túi rác có thể phân hủy cho dịch vụ thực phẩm và thu gom thực phẩm và chất thải sân.
Túi từ các công ty như Biobag, gần đây được Novamont mua lại, đã được bán tại các nhà bán lẻ trong nhiều năm.
Thời gian đăng: 26-11-21