Việc tận dụng nguồn nhựa phế thải cùng với công nghệ phân hủy oxo để sản xuất các sản phẩm hữu ích khác hầu như chưa được quan tâm. Hàng năm chúng ta vẫn sử dụng và thải ra môi trường một khối lượng khổng lồ nhựa phế thải, chủ yếu được xử lý bằng cách chôn lấp và thiêu đốt. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của xã hội, cùng với yêu cầu phát triển các biện pháp tái chế, xử lý chất thải nhựa thành các sản phẩm hữu ích, góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nhóm nghiên cứu do PGS.TS. Nguyễn Thanh Tùng là chủ nhiệm đã thực hiện dự án "Hoàn thiện quy trình công nghệ và xây dựng dây chuyền sản xuất một số sản phẩm bao bì chất dẻo thân thiện môi trường, có khả năng phân hủy sinh học”.
Tình hình sản xuất nhựa trên thế giới giai đoạn 1950 – 2020
(Nguồn: Statista 2022)
Sự phân bố sản lượng nhựa sản xuất theo khu vực năm 2020 [1]
Ngành công nghiệp chất dẻo phát triển song song với nhu cầu tiêu thụ, không ngừng tăng theo dân số cũng như những ý tưởng công nghệ mới tạo ra vật liệu có hiệu quả sử dụng tối đa. Vì vậy, sản lượng chất dẻo đã tăng đáng để trong vài thập kỷ qua từ khoảng 1,5 triệu tấn năm 1950 lên 367 triệu tấn năm 2020, dự kiến tăng lên đến 445,25 triệu tấn vào năm 2025. Bởi độ bền của sản phẩm nhựa mà một số lượng đáng kể các chất thải nhựa tích tụ trong các bãi chôn lấp và môi trường sống tự nhiên trên toàn thế giới, chỉ một phần nhỏ được đem đi tái chế hoặc xử lý đúng cách. Hệ lụy gây ra không chỉ làm giảm quỹ đất phục vụ dân sinh mà còn gây ô nhiễm môi trường đất và nước nghiêm trọng.
Ở nước ta, việc nghiên cứu và sản xuất túi nhựa tự phân hủy góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường do rác thải nhựa mới chỉ bắt đầu trong những năm gần đây. Hướng nghiên cứu chủ yếu là kết hợp nhựa PE với tinh bột, một số nhóm đi theo hướng chế tạo polyme phân hủy sinh học từ poly (lactic acid) và polyvinyl ancol.
Cơ cấu ngành nhựa Việt Nam theo nhóm ngành năm 2015
(Nguồn: Hiệp hội nhựa Việt Nam)
Trong năm 2015-2018, nhóm nghiên cứu cũng đã thu tiến hành nghiên cứu và thu được một số kết quả như: Xây dựng được công thức và chế tạo được masterbatch chứa 10% phụ gia xúc tiến oxy hóa phân hủy là muối stearat của Mn(II), Fe(III) và Co(II) với tỷ lệ tương ứng là 18:4:1. Nghiên cứu và xây dựng được quy trình đánh giá khả năng phân hủy giảm cấp của màng PE (LLDPE và HDPE) chứa phụ gia xúc tiến phân hủy bằng phương pháp oxy hóa nhiệt theo tiêu chuẩn ASTM D5510 và phương pháp oxy hóa quang nhiệt ẩm (lão hóa cấp tốc) theo tiêu chuẩn ASTM G154-12a. Bằng phương pháp lão hóa cấp tốc, đã xác định được thời gian phân hủy giảm cấp của màng PE dày 30µm chứa 3% masterbatch phụ gia xúc tiến phân hủy là 72 giờ tương đương với 1,5-2 tháng trong môi trường tự nhiên.
Đối với quy trình công nghệ chế tạo túi đựng rác tự hủy, nhóm đã nghiên cứu quá trình phân hủy giảm cấp của màng PE phế thải có độ dày khác nhau (18, 30 và 40µm) chứa phụ gia xúc tiến phân hủy bằng phương pháp oxy hóa nhiệt theo tiêu chuẩn ASTM D5510, phương pháp oxy hóa quang nhiệt ẩm (lão hóa cấp tốc) theo tiêu chuẩn ASTM G154-12a và phương pháp lão hóa tự nhiên. Thời gian phân hủy giảm cấp của các màng từ 14 đến 20 tuần lão hóa tự nhiên. Đánh giá được quá trình phân hủy sinh học của màng HDPE phế thải chứa phụ gia xúc tiến phân hủy sau phân hủy giảm cấp trong các môi trường: đất, bùn hoạt tính và compost. Đã sản xuất được 500kg 3 loại túi đựng rác tự hủy có thời gian tự hủy tương ứng là 12, 24 và 36 tháng.
Kết quả thu được của nhóm nghiên cứu là sản xuất được 307,3 kg hạt nhựa phụ gia xúc tiến phân huỷ, 503,4 kg túi đựng thực phẩm phân hủy sinh học, 503,6 kg túi đựng rác tự hủy và 503,2 kg túi mua hàng phân hủy sinh học. Các sản phẩm đã được kiểm định chất lượng tại PTN độc lập đạt yêu cầu so với đăng ký.
Các sản phẩm của nhóm nghiên cứu
Dự án đã góp phần đa dạng hoá các sản phẩm bao bì chất dẻo ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bao bì, bước tiến mới trong việc thúc đẩy, phát triển công nghệ sản xuất bao bì, chất dẻo thân thiện với môi trường có khả năng phân huỷ sinh học. Kết quả của đề tài có ý nghĩa thiết thực khi các địa phương đang đi tìm công nghệ và nơi sản xuất túi đựng rác tự phân hủy, phục vụ cho việc phân loại rác tại nguồn theo tinh thần của Luật Bảo vệ môi trường sửa đổi năm 2020.
Nhãn hiệu đã đăng ký cho các sản phẩm bao bì
Dự án đã đăng ký nhãn hiệu cho các sản phẩm bao bì thân thiện môi trường, được Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn hợp lệ với tên nhãn hiệu: LT GreenBag Thân thiện môi trường (Quyết định số: 38386/QĐ-SHTT ngày 10/05/2022). Kết quả của đề tài có ý nghĩa thiết thực khi các địa phương đang đi tìm công nghệ và nơi sản xuất túi đựng rác tự phân hủy, phục vụ cho việc phân loại rác tại nguồn theo tinh thần của Luật Bảo vệ môi trường sửa đổi năm 2020.
PGS.TS. Nguyễn Thanh Tùng
Chu Thị Ngân
Trung tâm Thông tin - Tư liệu
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
