Nhựa sinh học là gì?
Thuật ngữ “nhựa sinh học (bioplastic)” dùng để chỉ các loại nhựa có nguồn gốc (toàn phần hoặc một phần) từ sinh khối hữu cơ thay vì dầu mỏ. Nhiều loại nhựa sinh học có khả năng phân hủy sinh học – vốn được xem là một trong những ưu điểm lớn nhất (chúng ta sẽ bàn thêm ở phần sau). Tuy nhiên, có nhiều thuật ngữ thường bị nhầm lẫn dù nghe có vẻ tương đồng, nhưng lại không thể hoán đổi cho nhau. Dưới đây là ba khái niệm khác biệt:
Nhựa có nguồn gốc sinh học (Bio-based plastic) là gì?
Đây là một thuật ngữ rất rộng, dùng để chỉ các chất được tạo ra từ nguyên liệu có nguồn gốc thực vật – dù là hoàn toàn hay chỉ một phần. Hai nguồn nguyên liệu tái tạo phổ biến nhất để sản xuất nhựa sinh học là tinh bột và xenlulo, thường được chiết xuất từ bắp (ngô) và mía. Nhựa có nguồn gốc sinh học khác biệt với các loại nhựa thông thường có nguồn gốc từ dầu mỏ.
Lưu ý: Không phải nhựa nào có gốc sinh học cũng phân hủy sinh học.
Nhựa phân hủy sinh học (Biodegradable plastic) là gì?
Việc một loại nhựa có gốc từ sinh khối hay dầu mỏ không quyết định liệu nó có thể phân hủy sinh học hay không. Phân hủy sinh học là quá trình vi sinh vật phá vỡ vật liệu nếu có điều kiện phù hợp.
Về mặt kỹ thuật, mọi vật liệu đều có thể phân hủy, nhưng trong thực tế, chỉ những vật liệu phân hủy trong vài tuần đến vài tháng mới được xem là phân hủy sinh học.
Không phải nhựa gốc sinh học nào cũng phân hủy được. Một số nhựa sinh học bền vững có thể tồn tại hàng năm hoặc hàng chục năm. Trong khi đó, có loại nhựa dầu mỏ lại phân hủy nhanh hơn khi gặp điều kiện tối ưu.
Nhựa có thể ủ phân (Compostable plastic) là gì?
Theo Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM), nhựa có thể ủ phân là loại nhựa có khả năng phân hủy sinh học trong hệ thống ủ phân hữu cơ, tạo thành CO₂, nước, hợp chất vô cơ và sinh khối, không để lại dư lượng độc hại.
Sự không để lại chất độc là điểm khác biệt giữa nhựa ủ phân và nhựa phân hủy sinh học. Ngoài ra, một số nhựa chỉ có thể ủ tại nhà, còn số khác phải dùng hệ thống ủ công nghiệp (với nhiệt độ cao và xử lý nhanh hơn).
Sản phẩm nhựa sinh học
Ngô và mía là hai nguồn nguyên liệu phổ biến nhất để sản xuất nhựa sinh học, nhưng còn nhiều nguồn khác. Ví dụ, Elif Bilgin (nhà phát minh người Thổ Nhĩ Kỳ) đã tạo ra nhựa sinh học từ vỏ chuối khi cô mới 16 tuổi và giành giải thưởng “Science in Action” năm 2013. Ngoài ra, vỏ xoài và phế phẩm khoai tây cũng được dùng để tạo bao bì mới cho kẹo Snickers ở châu Âu.
Ứng dụng của nhựa sinh học
Bạn có biết nhựa sinh học đã tồn tại hơn 100 năm?
Dầu bắp và dầu đậu nành từng được sử dụng để sản xuất linh kiện ô tô cho chiếc Ford Model T. Ngày nay, nhựa sinh học được sử dụng trong hàng loạt sản phẩm tiêu dùng như:
- Hộp đựng thực phẩm
- Túi siêu thị
- Dụng cụ ăn uống phân hủy sinh học
- Bao bì thực phẩm
Các sản phẩm này được gọi là nhựa tiêu dùng phổ thông (commodity plastics). Nhựa sinh học cũng được dùng cho các ứng dụng kỹ thuật cao như vỏ thiết bị điện tử, thiết bị y tế…
Tóm lại, nhựa sinh học đã có mặt ở hầu hết mọi ngành công nghiệp: ô tô, điện tử, bao bì thực phẩm, nông nghiệp, dệt may, y tế…
Lợi ích của nhựa sinh học
Một số lợi ích chính:
- Giảm dấu chân carbon và ô nhiễm môi trường
- Giải quyết vấn đề rác thải tràn lan và đảo rác nổi
- Không chứa BPA (bisphenol A) – một chất có thể gây rối loạn nội tiết. EU đã cấm BPA trong bình sữa trẻ em.
- Một số nhựa sinh học như PLA (Polylactic Acid) có thể sản xuất bằng thiết bị sẵn có (dùng cho nhựa dầu mỏ), tiết kiệm chi phí và phát thải ít hơn.
Tuy nhiên, cần xét toàn bộ vòng đời sản phẩm vì việc trồng nguyên liệu tái tạo vẫn tiêu tốn năng lượng và có thể ảnh hưởng môi trường.
Nhược điểm của nhựa sinh học
- Người tiêu dùng khó phân biệt nhựa nào là phân hủy sinh học, ủ phân được, hay cần tái chế.
- Nhiều nơi không có cơ sở hạ tầng để xử lý nhựa sinh học → cuối cùng vẫn vào bãi rác.
- Ví dụ: ly làm từ PLA nhìn như nhựa PET, nên người dùng có thể vứt vào thùng tái chế → gây hỏng cả lô nhựa PET vì PLA làm giảm chất lượng tái chế.
Trích từ EarthIsland:
“Tại cơ sở tái chế, ly PLA có thể bị tách nhầm lẫn với PET. Nhưng quá trình tách này tốn kém nên hiếm khi được thực hiện. Nếu quá nhiều PLA lẫn vào PET, cả lô nhựa PET sẽ bị từ chối và mang đi chôn lấp.”
- Một số nhựa sinh học chỉ phân hủy trong điều kiện phù hợp (nhiệt độ, độ ẩm, oxy). Nếu bị chôn kín, chúng có thể không phân hủy hoặc tạo ra methane (CH₄) – một khí nhà kính mạnh.
- Côn trùng có thể bị thu hút bởi bao bì nhựa sinh học (như ở Costa Rica, kiến đã ăn thủng túi nhựa đựng socola vì tưởng là thức ăn).
Polylactic Acid (PLA) – Loại nhựa sinh học phổ biến
- PLA là nhựa sinh học phân hủy được, có đặc tính tương tự PP, PE hoặc PS.
- Có thể sản xuất bằng thiết bị hiện có của ngành nhựa dầu mỏ.
- Có sản lượng lớn thứ hai trong ngành nhựa sinh học (sau tinh bột nhiệt dẻo – thường dùng trong túi đựng thực phẩm, muỗng nĩa sinh học).
Ứng dụng:
- Màng nhựa, chai nhựa
- Dụng cụ y tế phân hủy (ốc vít, chốt, thanh cố định…)
- Vật liệu co nhiệt (shrink wrap)
- In 3D – PLA dễ nóng chảy, dễ sử dụng
- Tuy nhiên, nhiệt độ hóa mềm thấp, nên không thích hợp để làm cốc đựng nước nóng.
Tác giả: Duy Vinh
