Hiện tại, các chính sách môi trường của Liên minh Châu Âu chủ yếu tập trung vào việc sử dụng nhựa tái chế, trong đó thị trường chú ý ưu tiên vật liệu tái chế, vật liệu dựa trên sinh học{0}}và cuối cùng là vật liệu có khả năng phân hủy sinh học. Nhựa gốc sinh học-là nhựa có nguồn gốc từ sinh khối, chẳng hạn như PLA (axit polylactic) và Bio-PE; trong khi nhựa phân hủy sinh học là loại nhựa có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật, bao gồm PLA và PHA. Cả hai không loại trừ lẫn nhau.
Giới thiệu về Nhựa sinh học{0}}và có thể phân hủy sinh học
Từ quan điểm hiện tại của EU về nền kinh tế tuần hoàn của nhựa, các chính sách gần đây của EU chủ yếu ủng hộ việc khuyến khích sử dụng nhựa tái chế để kéo dài tuổi thọ của chúng. Ở góc độ thị trường, thứ tự ưu tiên sử dụng nhựa thân thiện với môi trường tại thị trường Châu Âu và Châu Mỹ là:
1. Vật liệu tái chế
2. Vật liệu dựa trên sinh học
3. Vật liệu phân hủy sinh học – đặc biệt nhấn mạnh đến sự suy thoái của biển trong số các vật liệu phân hủy sinh học.
Theo định nghĩa của Cơ quan Môi trường EU:
(1) Nhựa dựa trên sinh học{1}}là nhựa được sản xuất bằng cách sử dụng (một phần) sinh khối, chẳng hạn như đường, tinh bột hoặc nguyên liệu thực vật, thay vì dầu mỏ.
(2) Nhựa phân hủy sinh học là loại nhựa có thể bị phân hủy tự nhiên bởi các sinh vật trong các điều kiện cụ thể, mặc dù các điều kiện và thời gian cần thiết để phân hủy khác nhau.
Những phân loại này không loại trừ lẫn nhau. Nhựa làm từ sinh khối không đảm bảo có khả năng phân hủy sinh học; nhựa phân hủy sinh học cũng có thể sử dụng dầu mỏ làm nguyên liệu thô.
Ngoài các loại trên, còn có nhiều loại khác như nhựa có thể phân hủy công nghiệp, nhựa có thể phân hủy tại nhà và nhựa có thể phân hủy oxy hóa.
Nhựa-không phân hủy sinh học-dựa trên sinh học là loại nhựa có nguyên liệu thô có nguồn gốc một phần hoặc toàn bộ từ sinh khối. Mặc dù những loại nhựa này được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo nhưng chúng không nhất thiết có khả năng phân hủy sinh học. Liệu một thứ gì đó có thể phân hủy sinh học hay không phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của các phân tử của nó chứ không phải vào cách nó được tạo ra.
Ví dụ:
Nhựa dựa trên sinh học: Những loại nhựa này được làm từ các nguồn tài nguyên có thể tái tạo, chẳng hạn như ngô, mía, xenlulo, da cá và vỏ hạt hướng dương. Tuy nhiên, ngay cả nhựa làm từ-sinh học 100% cũng không nhất thiết có khả năng phân hủy sinh học. Ví dụ, PET (polyethylene terephthalate) có thể được sinh tổng hợp nhưng không thể phân hủy sinh học, trong khi PLA (axit polylactic) có thể vừa sinh tổng hợp vừa có thể phân hủy sinh học. Do đó, nhựa sinh học-chủ yếu giải quyết vấn đề nguyên liệu thô.
Nhựa phân hủy sinh học: Các loại nhựa này có thể phân hủy tự nhiên dưới tác động của vi sinh vật. Phân hủy sinh học là một quá trình hóa học trong đó các vi sinh vật trong môi trường chuyển đổi các chất thành vật liệu tự nhiên như nước, carbon dioxide và vật liệu có thể phân hủy mà không cần phụ gia nhân tạo. Quá trình phân hủy sinh học chủ yếu được xác định bởi các điều kiện môi trường (như nhiệt độ hoặc vị trí), tính chất vật liệu và ứng dụng. PLA, PHA và PBS đều là nhựa có khả năng phân hủy sinh học. Những loại nhựa này tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý chất thải và giảm "ô nhiễm trắng" khi hết tuổi thọ sản phẩm.
Nhựa dựa trên sinh học
Nhựa sinh học{0}}là nhựa được sản xuất một phần hoặc toàn bộ từ nguyên liệu thô sinh học có thể tái tạo (chẳng hạn như thực vật và vi sinh vật) thay vì nhiên liệu hóa thạch (chẳng hạn như dầu mỏ). Những loại nhựa này sử dụng nguyên liệu thô sinh học như đường ngô, mía, dầu thực vật và xenlulo làm nguyên liệu thô, được chuyển đổi thành nhựa thông qua các quá trình hóa học hoặc sinh học. Có nhiều loại nhựa sinh học-, bao gồm nhưng không giới hạn ở những loại sau:
1. Axit polylactic (PLA): Một trong những loại nhựa có nguồn gốc sinh học-phổ biến nhất, nó được trùng hợp từ axit lactic được tạo ra bằng quá trình lên men đường ngô hoặc các loại đường thực vật khác. PLA được sử dụng rộng rãi trong bao bì, bộ đồ ăn dùng một lần, dệt may, v.v.
2. Polyethylene gốc sinh học (Bio-PE): Nó sử dụng ethanol chiết xuất từ cây trồng như mía làm nguyên liệu thô, được khử nước để sản xuất ethylene và sau đó trùng hợp.
3. Polyethylene gốc sinh học (Bio-PET) có cấu trúc hóa học giống như polyetylen truyền thống nhưng nguyên liệu thô của nó có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo.
4. Polyethylene terephthalate gốc sinh học (Bio-PET) được sản xuất bằng nguyên liệu thô gốc sinh học (chẳng hạn như ethanol có nguồn gốc từ mía) thay vì nhiên liệu hóa thạch. Các ứng dụng bao gồm sản xuất chai nhựa và vật liệu đóng gói.
5. Polypropylen dựa trên sinh học-(Bio-PP) tương tự như Bio-PE và Bio-PET, nhưng sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo làm nguyên liệu thô. Nó được sử dụng trong bao bì, phụ tùng ô tô và nhiều ứng dụng khác.
6. Polyhydroxyalkanoates (PHA) là một loại nhựa phân hủy sinh học được sản xuất trực tiếp bởi vi sinh vật thông qua quá trình lên men. PHA hoàn toàn có khả năng phân hủy sinh học và thích hợp làm bao bì, màng nông nghiệp và vật liệu y sinh.
7. Nylon sinh học-(Bio-Nylon) được sản xuất bằng nguyên liệu thô sinh học-(chẳng hạn như dầu thầu dầu) thay vì một số nguyên liệu thô hóa dầu. Nó được sử dụng trong dệt may và nhựa kỹ thuật. Những loại nhựa sinh học-này mang lại lợi ích cho môi trường như giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải khí nhà kính, nhưng việc sản xuất và ứng dụng chúng vẫn đòi hỏi phải xem xét các yếu tố như sự sẵn có bền vững của nguyên liệu thô và tác động môi trường trong suốt vòng đời của chúng. Với những tiến bộ công nghệ và nhu cầu thị trường ngày càng tăng, nhiều loại nhựa sinh học-đang được phát triển và thương mại hóa.
Nhựa phân hủy sinh học
Nhựa phân hủy sinh học là loại nhựa có thể phân hủy thành nước, carbon dioxide hoặc metan và sinh khối bởi các vi sinh vật trong tự nhiên, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm và tảo trong những điều kiện nhất định. Những loại nhựa này có thể được lấy từ các nguồn tài nguyên sinh học tái tạo (dựa trên-sinh học) hoặc nhiên liệu hóa thạch. Có nhiều loại nhựa phân hủy sinh học; một số ví dụ phổ biến như sau:
1. Axit polylactic (PLA) được tạo thành từ axit lactic được sản xuất thông qua quá trình lên men từ các nguồn tài nguyên tái tạo (như đường ngô). PLA là một trong những loại nhựa phân hủy sinh học được sử dụng rộng rãi nhất, thích hợp làm vật liệu đóng gói, bộ đồ ăn dùng một lần, dệt may, v.v.
2. Polyhydroxyalkanoates (PHA) là một loại polyester được sản xuất tự nhiên bởi vi sinh vật trong điều kiện dinh dưỡng cụ thể. PHA hoàn toàn có khả năng phân hủy sinh học và có thể phân hủy trong nhiều môi trường khác nhau, bao gồm cả đại dương.
3. Polybutylene succinate (PBAT) là một loại nhựa tổng hợp, có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn, thường được sử dụng trong sản xuất túi mua hàng tự hủy sinh học và màng nông nghiệp. PBAT thường được pha trộn với các loại nhựa phân hủy sinh học khác như PLA hoặc tinh bột để cải thiện tính chất cơ học và tốc độ phân hủy của nó.
4. Polycaprolactone (PCL) là một loại polyester tổng hợp có khả năng phân hủy sinh học thu được thông qua quá trình trùng hợp mở vòng-của các monome caprolactone. PCL có tốc độ phân hủy sinh học chậm hơn, nhưng điều này có thể được cải thiện bằng cách trộn nó với các vật liệu dễ phân hủy sinh học khác.
5. Nhựa làm từ tinh bột{1}}là loại nhựa chủ yếu được làm từ tinh bột, một loại polyme tự nhiên phổ biến rộng rãi. Nhựa làm từ tinh bột-thường cần được trộn với các polyme phân hủy sinh học khác (chẳng hạn như PLA hoặc PBAT) để cải thiện khả năng xử lý và tính chất vật lý của chúng.
6. Rượu polyvinyl (PVOH, PVA) là một loại nhựa hòa tan trong nước, phân hủy nhanh chóng trong môi trường nước. PVOH thường được sử dụng để làm túi đóng gói hòa tan trong nước, chẳng hạn như túi đựng bột giặt.
Việc sử dụng nhựa phân hủy sinh học làm giảm sự tích tụ của nhựa truyền thống trong môi trường, giúp giảm bớt vấn đề ô nhiễm nhựa. Tuy nhiên, khả năng phân hủy sinh học của chúng phụ thuộc vào các điều kiện môi trường cụ thể, chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm và hoạt động của vi sinh vật, vì vậy những yếu tố này cần được xem xét cẩn thận trong ứng dụng thực tế. Hơn nữa, việc sản xuất và sử dụng nhựa phân hủy sinh học cũng cần xem xét tác động môi trường trong suốt vòng đời của chúng, bao gồm tính bền vững của nguyên liệu thô, mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất và việc thải bỏ sản phẩm cuối cùng.
