Chế tạo thành công nhựa làm từ dầu thực vật – thân thiện với môi trường

Ở Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung, việc sử dụng các sản phẩm bằng nhựa đang ngày càng trở nên phổ biến. Nhưng, nhựa với sự phân hủy tạo ra các chất nguy hiểm đến sức khỏe của người và sinh vật của nó là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường. Do đó, trên thế giới đang thực hiện những cuộc cách mạng xanh, để thay đổi thói quen của người sử dụng đối với đồ nhựa gây hại đến môi trường sống. Đồng thời các nhà khoa học miệt mài ngày đêm nghiên cứu ra nhiều loại vật liệu mới để sản xuất nhựa phục vụ cho nhu cầu của con người trong tương lai. Đây là loại nhựa có khả năng tái chế hiệu quả và hơn rất nhiều so với chất liệu nhựa chúng ta vẫn đang sử dụng hàng ngày.

Và một kết quả đầy mong đợi đến bởi mới đây nhựa dẻo polyethulene đã được thay thế bởi một loại vật liệu khác thân thiện với môi trường. Loại vật liệu này được tạo ra nhờ khối óc và sự nỗ lực của các chuyên gia hóa học người Đức . Đó là nhựa làm từ dầu thực vật.

Hạn chế của nhựa polyethylene

Hầu hết các quy trình tái chế ngày nay đều dựa trên dây chuyền cơ khí. Rác thải nhựa sẽ được cắt nhỏ và chế biến thành vật liệu nhựa mới. Tái chế hóa chất đòi hỏi nhiệt độ cao hoặc các chất phá vỡ chuỗi phân tử nhựa. Độ bền của nhựa cũng là một trong những trở ngại ngăn cản quá trình tái chế hóa học. Bởi chúng quá dẻo và chắc chắn. Polyethylene là loại nhựa phổ biến nhất. Nhưng cấu trúc của nó sẽ bị phân rã ở nhiệt độ 600 độ C. Hơn nữa, quá trình tái chế polyethylene bằng chất hóa học không đạt hiệu quả tốt.

Stegan Mecking, tác giả chính của nghiên cứu và cũng là người đứng đầu mảng khoa học vật chất tại Đại học Konstanz (Đức) cho biết: “Khả năng ổn định của các chuỗi hydrocarbon là vấn đề rất nan giải. Để có thể thực sự phân rã chúng thành những phân tử nhựa, ta cần một nhiệt độ đủ lớn. Và hiển nhiên, điều này tốn rất nhiều năng lượng. Kết quả thu lại cũng không được như những gì ta mong muốn”.

Ưu điểm của loại nhựa được làm từ dầu thực vật

Là loại nhựa thân thiện với môi trường

Với những hạn chế của nhựa polyethylene, nhóm nghiên cứu đã tạo ra được loại nhựa đem đến hiệu quả gấp 10 lần các sản phẩm cũ. Hơn nữa, chúng có thể được tái chế dễ dàng hơn bằng phương pháp hóa học. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện tái cấu trúc lại cách các phân tử nhựa kết hợp với nhau. Và kết quả đã được các nhà khoa học báo cáo mới đây, được đăng tải trên tạp chí Nature. Đây là loại nhựa mới này có nguồn gốc từ dầu thực vật. Điểm đáng chú ý là chúng thân thiện với môi trường. Đồng thơi nó có thể thay thế được chất liệu nhựa chúng ta vẫn đang sử dụng.

Việc tái chế hóa học mang lại hiệu quả hơn

Loại nhựa mới do ông Mecking và cộng sự tạo ra mang những liên kết hóa học dễ bị phân rã hơn. Vì vậy, quá trình tái chế hóa học cũng sẽ hiệu quả hơn rất nhiều. Thực hiện nhúng loại nhựa mới vào ethanol hoặc methanol. Sau đó thêm chất xúc tác và đặt vào trong mội trường ở nhiệt độ 120 độ C. Ở nhiệt độ này, nhựa sẽ ngay lập tức phân rã. Nếu không có chất xúc tác, quá trình tái chế vẫn có thể cho kết quả tốt. Chỉ cần với mức nhiệt 150 độ C.

Sau khi có được sản phẩm sau tái chế, các nhà nghiên cứu làm nguội và tái tinh thể hóa thứ nhựa đã tan chảy. Sau đó tiến hành lọc. Khi thử nghiệm với nhựa polycarbonate, nhóm nghiên cứu thu về được tới 96% lượng vật liệu tạo nên thứ nhựa tổng hợp. Trong nghiên cứu mới này, các nhà hóa học phát hiện ra rằng khi nhựa có chứa màu nhuộm hoặc các sản phẩm phụ (như sợi carbon) thì việc tái chế cơ khí trở nên khó khăn. Họ chọn dầu thực vật làm nhựa. Vì, trong dầu thực vật có một chuỗi phân tử dài. Và đặc biệt, so với dầu thô được sử dụng trong sản xuất nhựa hàng loạt, dầu thực vật thân thiện với môi trường hơn.

Độ bền của nhựa làm từ dầu thực vật không thua kém

Loại nhựa mới có độ bền tương đương với polyethylene đậm đặc. Chúng cũng thích hợp cho in 3D hơn cả polyethylene. Sau khi tái chế, nhựa gốc dầu thực vật vẫn giữ được các đặc tính của nó.

Có lẽ, trở ngại duy nhất ngăn việc đại chúng hóa nhựa thân thiện với môi trường này là giá thành quá cao. Ethylene là “viên gạch nền móng rẻ nhất được dùng để xây nên ngành công nghiệp hóa học”. Vì vậy nên việc có thể cạnh tranh được với nhựa polyethylene ở thời điểm hiện tại là không thể.

Hiện tại, Giáo sư Mecking và các đồng nghiệp của ông đang nghiên cứu tính khả thi của chất dẻo mới trong in 3D. Ông nói thêm về việc tiếp tục phát triển các loại nhựa mới và mở rộng quy mô sản xuất.

Nguồn: khoahoc.tv