Polyme hoàn hảo - polyme cân bằng các 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 tại các bãi rác và đại dương, các nhà sản xuất polyme tổng hợp đang chịu áp lực phải chịu trách nhiệm.Nhiều người đang tăng gấp đôi 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 rác thải bằng cách đầu tư vào nhựa sinh học có thể phân hủy sinh học như axit polylactic (PLA) và este axit béo polyhydroxy (PHA), với hy vọng rằng sự suy thoái tự nhiên sẽ giảm bớt ít nhất một phần chất thải.
Nhưng cả quá trình tái chế và chất tạo màng sinh học đều gặp phải những trở ngại.Ví dụ, bất chấp nhiều năm nỗ lực, Hoa Kỳ vẫn tái chế ít hơn 10% nhựa.Và các polyme dựa trên sinh học - thường là các sản phẩm của quá trình lên men - đang phải vật lộn để đạt được hiệu suất và quy mô của các polyme tổng hợp mà chúng dự kiến sẽ thay thế.
PBAT kết hợp một số đặc tính có lợi của polyme tổng hợp và sinh học.Nó có nguồn gốc từ các sản phẩm hóa dầu thông thường - axit terephthalic tinh chế (PTA), butanediol và axit adipic, nhưng nó có thể phân hủy sinh học.Là một polyme tổng hợp, nó có thể dễ dàng được sản xuất hàng loạt và nó có các đặc tính vật lý cần thiết để tạo ra các màng mềm dẻo tương đương với các loại nhựa truyền thống.
Sự quan tâm đến PBAT đang gia tăng.Các nhà sản xuất lâu đời như BASF của Đức và Novamont của Ý đang nhận thấy nhu cầu tăng lên sau nhiều thập kỷ nuôi dưỡng thị trường.Họ có sự tham gia của hơn nửa tá nhà sản xuất châu Á, những người mong đợi hoạt động kinh doanh polymer sẽ phát triển khi các chính phủ khu vực thúc đẩy tính bền vững.
Marc Verbruggen, cựu Giám đốc điều hành của nhà sản xuất PLA NatureWorks và hiện là nhà tư vấn độc lập, tin rằng PBAT là “sản phẩm nhựa sinh học rẻ nhất và dễ sản xuất nhất” và ông tin rằng PBAT đang trở thành loại nhựa sinh học linh hoạt ưu việt, đi trước poly succinate butanediol ester ( PBS) và đối thủ cạnh tranh của PHA.Và nó có khả năng xếp hạng cùng với PLA là hai loại nhựa phân hủy sinh học quan trọng nhất, mà theo ông 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 - đến từ các liên kết este, chứ không phải là khung carbon-carbon trong các polyme không phân hủy như polyethylene.Các liên kết este dễ bị thủy phân và bị phá hủy bởi các enzym.
Ví dụ, axit polylactic và PHA là các polyeste bị phân hủy khi liên kết este của chúng bị đứt.Nhưng loại polyester phổ biến nhất - polyethylene terephthalate (PET), được sử dụng trong sợi và chai nước ngọt - không dễ bị hỏng.Điều này là do vòng thơm trong khung xương của nó đến từ PTA.Theo Narayan, các vòng cung cấp đặc tính cấu trúc cũng làm cho PET kỵ nước.Ông nói: “Nước không dễ vào và nó làm chậm toàn bộ quá trình thủy phân.
Basf sản xuất polybutylen terephthalate (PBT), một loại polyester được làm từ butanediol.Các nhà nghiên cứu của công ty đã tìm kiếm một loại polymer có thể phân hủy sinh học mà họ có thể dễ dàng sản xuất.Họ đã thay thế một số PTA trong PBT bằng axit glycolic diacid mỡ.Bằng cách này, các phần thơm của polyme được tách ra để chúng có thể phân hủy sinh học.Đồng thời, còn lại đủ PTA để tạo ra các đặc tính vật lý có giá trị của polyme.
Narayan tin rằng PBAT có khả năng phân hủy sinh học cao hơn một chút so với PLA, vốn yêu cầu phân trộn công nghiệp để 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 polyethylene mật độ thấp, một loại polymer đàn hồi được sử dụng để sản xuất màng, chẳng hạn như túi đựng rác.
PBAT thường được trộn với PLA, một loại polymer cứng với các đặc tính giống như polystyrene.Thương hiệu Ecovio của Basf dựa trên sự pha trộn này.Ví dụ, Verbruggen nói rằng một túi mua sắm có thể phân hủy thường chứa 85% PBAT và 15% PLA.
Novamont thêm một khía cạnh khác vào công thức.Công ty trộn PBAT và các polyeste thơm béo 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 mà khả năng suy giảm có thể làm tăng giá trị cho chính sản phẩm.“
Một thị trường lớn cho PBAT là lớp phủ, được rải xung quanh cây trồng để ngăn cỏ dại và giúp giữ ẩm.Khi màng polyetylen được sử dụng, nó phải được kéo lên và thường được chôn trong các bãi chôn lấp.Nhưng màng phân hủy sinh học có thể được nuôi cấy trực tiếp trở lại vào đất.
Một thị trường lớn khác là các túi rác có thể phân hủy được dùng cho dịch vụ ăn uống và thu gom thực phẩm tại nhà và rác thải sân vườn.
Túi xách của các công ty như BioBag, được Novamont mua lại gần đây, đã được bán tại các nhà bán lẻ trong nhiều năm.
Thời gian đăng bài: 26-11-21