Vietnam National University - HoChiMinh cityUniversity of Sciences

Polymer Laboratory, University Sciences,VietNam National University – HoChiMinh City

Ho Chi Minh City – April, 2012

Sản Phẩm Nhựa Thân Thiện Môi Trường Độn Tinh BộtSản Phẩm Nhựa Thân Thiện Môi Trường Độn Tinh Bột

PLASTIC PACKING OVERLOAD OF PLASTICPACKING TREATMENT

Ratio of materials used in packingPlastic waste is treated by burying method

IMPACTS OF PLASTIC BAGS ON ENVIROMENT

Plastic bags fill in rivers, seas and affect creatures

Việt Nam

Các chiến dịchtruyền thông

“nói không với túi nilon”,“ngày không túi nilon”…

Nghị địnhsố 04/2009/NĐ-CP ngày

14/1/2009 về ưu đãi,hỗ trợ hoạt động BVMT

Áp dụng cácgiải pháp sản xuất

túi phân rã sinh họctúi thân thiện môi trường

Các biện pháp xử lý rác thải nhựa tại Việt Nam

Hạn chế tác độngHạn chế tác độngtiêu cực củatiêu cực của

loại rác thải nàyloại rác thải nàytới môi trườngtới môi trường

Các chiến dịchtruyền thông

“nói không với túi nilon”,“ngày không túi nilon”…

Nghị địnhsố 04/2009/NĐ-CP ngày

14/1/2009 về ưu đãi,hỗ trợ hoạt động BVMT

Áp dụng cácgiải pháp sản xuất

túi phân rã sinh họctúi thân thiện môi trường

Hạn chế tác độngHạn chế tác độngtiêu cực củatiêu cực của

loại rác thải nàyloại rác thải nàytới môi trườngtới môi trường

Luật Thuế bảo vệ môi trường đã được Quốc hội thông quasẽ có hiệu lực ngày 01/ 01/2012

Các phương pháp xử lý ráchiện nay

Chôn lấpĐốt Tái chếChôn lấpĐốt Tái chế

=> Chưa có phương pháp tốt nhất để xử lý rác thải từ túi nhựa !

Ô nhiễm khôngkhí

Gây hiệu ứngnhà kính

Thời gian dài

Ô nhiễm đấtđai

Tính chất xấu

Ô nhiễm nguồnnước

NHỮNG THUẬT NGỮ VỀ NHỰA CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY

"Degradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy, là loại nhựa phân hủytrong thời gian ngắn hơn so với nhựa thông thường.

"Biodegradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy sinh học, là loại nhựaphân hủy bằng cơ chế sinh học do tác động của các vi sinh vật.

"Oxo-biodegradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy theo cơ chế oxyhóa, với sự hiện diện của oxy, trong thời gian xác định tùy theo tỷ lệ phụ giatrộn vào nhựa thông thường.

"Hydro-biodegradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy theo cơ chếthủy phân, với sự hiện diện của nước, trong môi trường có nhiều vi sinh vật.

"Degradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy, là loại nhựa phân hủytrong thời gian ngắn hơn so với nhựa thông thường.

"Biodegradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy sinh học, là loại nhựaphân hủy bằng cơ chế sinh học do tác động của các vi sinh vật.

"Oxo-biodegradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy theo cơ chế oxyhóa, với sự hiện diện của oxy, trong thời gian xác định tùy theo tỷ lệ phụ giatrộn vào nhựa thông thường.

"Hydro-biodegradable Plastic": Nhựa có khả năng phân hủy theo cơ chếthủy phân, với sự hiện diện của nước, trong môi trường có nhiều vi sinh vật.

4 thế hệ sản phẩm của các công trình nghiên cứu về4 thế hệ sản phẩm của các công trình nghiên cứu vềpolymer phân rã/phân hủypolymer phân rã/phân hủy

Vật liệu phân rã / phân hủy sinh học hiện đang được ứng dụng

Nhựa (PP, PE) Tinh bột Vật liệu bao bìphân hủy theohướng bị phân

mảnh và phân hủysinh học

+

Nhựa (PP, PE)

Năng lượng, chấtxúc tác tạo gốc tự do

Chôn lấp

Bio-plastics(PLA, PHB, PHV)

Vật liệu bao bìphân hủy sinhhọc hoàn toàn

Vật liệu bao bìphân hủy theohướng bị phân

mảnh và phân hủysinh học

Nhựa (PP, PE)Ánh sáng

Polymer tổng hợp có nhómchức Carbonyl, Hydroxyl,

ester-…(PCL, PVA)

Polysaccharide (tinh bột, cellulose) vàProtein (như casein, gluten của bột mì)

NEW SOLUTION

Biodegradable Polymers

Definition of International Union Of Pure And Applied Chemistry (IUPAC):“Polymers susceptible to degradation by biological activity, with the degradationaccompanied by a lowering of its molar mass”

Some products from PVA, PLA, PCL…

PRICE ?

NEW SOLUTION 1Biodegradable Polymers (PVA, PLA or PCL) + Starch

** AdvantageAdvantage

Completely biodegradable plastic bags

** AdvantageAdvantage

Completely biodegradable plastic bags

** InconvenientInconvenient

Big difficulty in blowing film process

The product price is still too high

Need of specific blowing film line system

NEW SOLUTION 2

PE or PP + Degradation active agent ?

Disaggregation or Pseudo-degradation

Plastic bags of Alta Co. and its’ disaggregation

** InconvenientInconvenient

+ Oxidation agent degrades the product during the usage.

+ Big difficulty in garbage collection

+ After burying in soil, some kinds of this agent can be released and cause the

heavy metals poisoned soil or water.

Lý Do Tiếp CậnLý Do Tiếp Cận

Sản phẩm nhựa độn tinh bộtSản phẩm nhựa độn tinh bột

Giảm sự phụ thuộc vàonguồn sản phẩm hóa dầu

Không cần thay đổi quytrình sản xuất truyền thống

Nguồn tinh bột dồi dào giá rẻ Thế mạnh của Việt Nam

Ít chịu ảnh hưởngsự biến động của thị

trường dầu mỏ

Không phát sinh chi phímáy móc sản xuất

Làm giảm giá thành sảnphẩm khi sản xuất lượng lớn

Sản phẩm PE/Starch:Gần tương tự như sản phẩm bao bì truyền thống,

Có khả năng tự hủy trong đất, thân thiện môi trườngCó khả năng tái chế

Giá thành cạnh tranh

Quy trình gia công sản xuất hạt nhựa

Main products

Sản phẩm hạt nhựa của nhóm nghiên cứu kết hợp với công ty TNHH Một Bước TiếnSản phẩm hạt nhựa của nhóm nghiên cứu kết hợp với công ty TNHH Một Bước Tiến

PE/starch PP/starch

Self disintegrated / biodegradable

product

Các sảnCác sảnphẩm từ hạtphẩm từ hạt

nhựa độnnhựa độntinh bộttinh bột

PP/starchPP/starchPE/starchPE/starch

Sản phẩm hạt nhựa của nhóm nghiên cứuSản phẩm hạt nhựa của nhóm nghiên cứukết hợp với công ty TNHH Một Bước Tiếnkết hợp với công ty TNHH Một Bước Tiến

Các sảnCác sảnphẩm từ hạtphẩm từ hạt

nhựa độnnhựa độntinh bộttinh bột

PP/starchPP/starchPE/starchPE/starch

Đặc tính lý hoá của hạt sản phẩm nhựa tự huỷThông số mô tả sản phẩm PP với hàm lượng 60% tinh

bột (w/w)HDPE với hàm lượng 60%

tinh bột (w/w)Hình thái Hình trụ tròn có màu vàng nhạt Hình trụ tròn có màu vàng nhạt

Mùi vị Có mùi nhẹ của tinh bột nấu chín,không gây kích ứng nếu tiếp xúc vớiđường miệng

Có mùi nhẹ của tinh bột nấu chín,không gây kích ứng nếu tiếp xúc vớiđường miệng

Tỷ trọng theo tieu chuẩn ASTMD792

~ 1,19g/cm3 ~ 1,08g/cm3

Độ tan trong nước Không tan Không tan

Độ tan trong dung môi hữu cơ Không tan Không tanĐộ tan trong dung môi hữu cơ Không tan Không tan

Độ ẩm đo ở 1500C, trong 3 giờ ~ 2-3 % ~ 1.37 %

Độ độc tố Vật liệu không chứa những chấtđộc hóa học theo mục 313 của tiêuđề III của luật sửa đổi Amendmentsvà Reauthorization năm 1986 và 40CFR phần 372.

Vật liệu không chứa những chấtđộc hóa học theo mục 313 của tiêuđề III của luật sửa đổi Amendmentsvà Reauthorization năm 1986 và 40CFR phần 372.

Hàm lượng tinh bột xác định bằngTGA

56.8% 57.7%

Nhiệt độ gia công 2100C 2100C

Chỉ số chảy, 2300C, tải 2.16kg 4.9 g/10 phút 0.5 g/10 phút

Module đàn hồi theo tiêu chuẩn JISK 7162

591 MPa 202MPa

Thông số mô tả sản phẩm Màng HDPE với hàm lượng tinh bột 30%(w/w)

Hình thái Dạng màng film

Mùi vị Có mùi nhẹ của tinh bột nấu chín, không gâykích ứng nếu tiếp xúc với đường miệng

Độ tan trong nước Không tan

Độ tan trong dung môi hữu cơ Không tan

Đặc tính lý hoá của màng sản phẩm nhựa tự huỷ

Độ dầy trung bình 0.015mm

Cường lực kéo theo chiều dọc 50.3 Mpa

Cường lực kéo theo chiều ngang 35.9 Mpa

Độ giãn theo chiều dọc 260%

Độ giãn theo chiều ngang 590%

Lực đâm chọc 1.5N

Điện áp màng 950V

Lượng khí Cabonic (CO2) phát sinh 2200mg/g so với HDPE nguyên sinh là 3200mg/g

TIÊU CHÍ CỦA NHỰA THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG(Sản phẩm nhựa có độn tinh bột)

TIÊU CHÍ THỨ NHẤT: GIẢM SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU POLYMER BẮTNGUỒN TỪ DẦU MỎ

Khi phối trộn tinh bột vào nguồn nguyên liệu polymer bắt nguồn từ dầu mỏ,mặc nhiên, chúng tôi đã giảm được số lượng nguyên liệu polymer bắtnguồn từ dầu mỏ cần phải sử dụng để sản xuất sản phẩm ngành nhựa vàthay bằng tinh bột có tính phân hủy sinh học.

Sản phẩm PE/tinh bột: đã giảm sử dụng 30% PESản phẩm PP/tinh bột: đã sử dụng trên 50% PP

18

TIÊU CHÍ THỨ NHẤT: GIẢM SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU POLYMER BẮTNGUỒN TỪ DẦU MỎ

Khi phối trộn tinh bột vào nguồn nguyên liệu polymer bắt nguồn từ dầu mỏ,mặc nhiên, chúng tôi đã giảm được số lượng nguyên liệu polymer bắtnguồn từ dầu mỏ cần phải sử dụng để sản xuất sản phẩm ngành nhựa vàthay bằng tinh bột có tính phân hủy sinh học.

Sản phẩm PE/tinh bột: đã giảm sử dụng 30% PESản phẩm PP/tinh bột: đã sử dụng trên 50% PP

TIÊU CHÍ CỦA NHỰA THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG(Sản phẩm nhựa có độn tinh bột)

TIÊU CHÍ THỨ HAI: GIẢM THẢI LƯỢNG RÁC THẢI TỪ NGUYÊN LIỆUPOLYMER BẮT NGUỒN TỪ DẦU MỎ VÀ NÂNG CAO KHẢ NĂNG PHÂN HỦYCỦA RÁC THẢI TỪ NGUYÊN LIỆU POLYMER BẮT NGUỒN TỪ DẦU MỎ

Hiện tượng phân hủy xảy ra khi chôn lấp xuống đất: quá trình phân rã và sau đólà phân hủy sinh học.

TIÊU CHÍ CỦA NHỰA THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG(Sản phẩm nhựa có độn tinh bột)

TIÊU CHÍ THỨ BA: SẢN PHẨM AN TOÀN, KHÔNG CHỨA CÁC THÀNH PHẦNĐỘC TỐ HOẶC HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG.

Do sản phẩm không chứa các thành phần độc tố hoặc hàm lượng kim loại nặng nên sẽan toàn khi sản phẩm được sử dụng trong bao bì thực phẩm, hoặc không gây ô nhiễmđất và nguồn nước khi được chôn lấp trong đất, bao bì sau khi phân hủy sẽ lẫn với rác,không gây hại cho môi trường, thuận tiện cho việc tái chế rác. Thuận tiện cho việc xử lýrác gia đình, rác thải công nghiệp, rác thải y tế; giảm bớt nhân công phân đoạn, phânloại rác. Từ đó hạn chế tác nhân gây ô nhiễm môi trường.

TIÊU CHÍ THỨ TƯ: GIẢM LƯỢNG KHÍ THẢI CO2 NẾU XỬ LÝ RÁC THẢIBÀNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT RÁC.

Khi xử lý bằng phương pháp đốt sản phẩm PE/tinh bột thì hàm lượng khí thải CO2

thoát ra sẽ giảm khoảng 25-30% so với các loại sản phẩm bao bì truyền thống cùng loại.

TIÊU CHÍ THỨ BA: SẢN PHẨM AN TOÀN, KHÔNG CHỨA CÁC THÀNH PHẦNĐỘC TỐ HOẶC HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG.

Do sản phẩm không chứa các thành phần độc tố hoặc hàm lượng kim loại nặng nên sẽan toàn khi sản phẩm được sử dụng trong bao bì thực phẩm, hoặc không gây ô nhiễmđất và nguồn nước khi được chôn lấp trong đất, bao bì sau khi phân hủy sẽ lẫn với rác,không gây hại cho môi trường, thuận tiện cho việc tái chế rác. Thuận tiện cho việc xử lýrác gia đình, rác thải công nghiệp, rác thải y tế; giảm bớt nhân công phân đoạn, phânloại rác. Từ đó hạn chế tác nhân gây ô nhiễm môi trường.

TIÊU CHÍ THỨ TƯ: GIẢM LƯỢNG KHÍ THẢI CO2 NẾU XỬ LÝ RÁC THẢIBÀNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT RÁC.

Khi xử lý bằng phương pháp đốt sản phẩm PE/tinh bột thì hàm lượng khí thải CO2

thoát ra sẽ giảm khoảng 25-30% so với các loại sản phẩm bao bì truyền thống cùng loại.

TIÊU CHÍ CỦA NHỰA THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG(Sản phẩm nhựa có độn tinh bột)

TIÊU CHÍ THỨ NĂM: SỬ DỤNG VÀ THU GOM

Trong quá trình lưu kho hoặc đang sử dụng, sản phẩm bao bì không bị giảm cấphoặc phân rã nên sẽ không gây khó khăn cho quá trình lưu hành sản phẩm, và vấnđề thu gom rác thải

TIÊU CHÍ THỨ SÁU: TÁI CHẾ

Sản phẩm có khả năng tái chế 1 lần theo các quy trình như các sản phẩm thông

thường.

TIÊU CHÍ THỨ NĂM: SỬ DỤNG VÀ THU GOM

Trong quá trình lưu kho hoặc đang sử dụng, sản phẩm bao bì không bị giảm cấphoặc phân rã nên sẽ không gây khó khăn cho quá trình lưu hành sản phẩm, và vấnđề thu gom rác thải

TIÊU CHÍ THỨ SÁU: TÁI CHẾ

Sản phẩm có khả năng tái chế 1 lần theo các quy trình như các sản phẩm thông

thường.

Ứng dụng quy trình gia công nóng chảy để tạo hỗn hợp hạt chủ masterbatch nguyên liệu để sản xuất ra các vật liệu có độn thành phần sinhhọc tinh bột Các loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo thông thường có hạn sử

dụng ngắn ngày

Các thiết bị gia công hạt nguyên liệu có chứa phụ gia tự hủy đều cóthể sử dụng thiết bị gia công truyền thống trong công nghiệp sản xuất

nhựa hiện nay

KẾT LUẬN

Các thiết bị gia công hạt nguyên liệu có chứa phụ gia tự hủy đều cóthể sử dụng thiết bị gia công truyền thống trong công nghiệp sản xuất

nhựa hiện nay

Có khả năng phân rã trong đất và quá trình phân hủy sinhhọc có thể sẽ được tiến hành nhanh hơn,

Có khả năng tái chế

Giảm đi sự phụ thuộc vào các loại polymer bắt nguồn từ dầu mỏ

VẬT LIỆU THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNGVẬT LIỆU THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG

Giá thành cạnh tranh

Khả thi