intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Nhựa phân hủy sinh học trong đời sống: Quá khứ, hiện tại và tương lai

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

107
lượt xem
9
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết giới thiệu sơ lược sự ra đời của những nghiên cứu về polymer tự phân hủy sinh học và tính cấp thiết cũng như ý nghĩa về lý luận thực tiễn của nó. Các dự báo về môi trường của trái đất trong vài thập niên tới chú trọng vấn đề rác thải và một trong những nguy cơ tiềm ẩn là các vật liệu polymer không tự phân hủy.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nhựa phân hủy sinh học trong đời sống: Quá khứ, hiện tại và tương lai

Hgi nghi Khoa hoc ky- niim 35 ndm Viin KH&CNVN - Hd Not -10/2010<br /> <br /> <br /> NHlTA PHAN HUY SINH HOC TRONG DC>I SONG:<br /> QUA KHir, HIEN TAI VA Tl/ONG LAI<br /> Ho Son Lam<br /> Vien Khoa hoc vat lieu ung dung<br /> S6 I.Mac DTnh Chi, Quan l-Thanh pho Ho Chi Minh<br /> Email: sonlamho05@,vahoo.com<br /> Tom tat:<br /> Bdi viit gidi thiiu sa luge sit rg ddi cita nhiing nghiin citu vi polymer lit phdn<br /> hiiy sinh hoc vd tinh cdp thiit cUng nhu y nghia vi ly ludn thuc tiin cita nd. Cdc<br /> du bdg vi mdi Irudng ciia trdi ddt tron§ vdi thdp Min tdi chu trgng vdn di rdc<br /> Ihdi vd mdt^ trong nhiing nguy ca tiim dn Id cdc vdt lieu polymer khdng lit phdn<br /> hiiy. Mdt sd ung dung cua palymer tu phdn hiiy sinh hgc trong 30 ndm qua dugc<br /> di cap den. Bdi viit cUng dd gidi thiiu edc dgng polymer tu phdn hiiy sinh hoe<br /> Irong tu nhiin ciing nhu qua con dudng tdng hgp. Qua dd gidi thiiu tinh hinh<br /> nghiin citu dgng vdt lieu ndy a trong nude vd trin thi gidi, ddng thdi cd gdng ggi<br /> md mdt sd hudng di cho cdc nghiin ciru vi polymer tu phdn hiiy sinh hoc tgi Viet<br /> ngm trgng ihdi gian tdi trin ca sd cdc hgp chdt hihi ca tu nhiin.<br /> Abstract:<br /> The present article are inlraduce the study of conspectus of biodegradable<br /> Polymers. During fifty year, since first biodeagradable polymer are synthesized,<br /> biodegradable polymer have more and more role in the life, to give an overview<br /> of the necessity and application of biodegradable polymer, the present posture of<br /> research and applieation of biodegradable in the world and in Vietnam.<br /> Furthermore, Ihe present article are introduce a few form, structure and category<br /> of biodegradable polymer, and proclaim the trend of research those in Vietnam<br /> Key words: Polymer, biodegradable polymer.<br /> <br /> <br /> 1. Mo-dau:<br /> Trong the ky thu 19, nhung phat minh ciia H.Braconnot (1811), Charies<br /> Goodyear(1839), F.Walton(1844), A.Parkes(1862), hay Bing phat minh Zelluloid dugc dang<br /> ky dau tien tai USA nam 1870 da md ra nhimg trang sir mdi cho su phat triln nganh nhua,<br /> chat deo, polymer cung nhu thilt bi cho san xuit chiing. Nhung ciing tir dd, trong nhimg nani<br /> 60-70 ciia the ky 20, ngudi ta nhan ra ring, mdi trudng dang bi buy hoai bdi nhimg boat ddng<br /> tao ra cac san pham mdi ciia chinh minh. Mat trai cua nhirng phat minh tren da hien rd va<br /> ngudi ta phai bat dau nghi din nhimg vat lieu polymer khac "than thien" vdi mdi trudng ban.<br /> Trong nhimg phat minh mdi nhit ciia xu hudng dd, nam 1960 Davis va Geek [1,2,3] da tdng<br /> hop thanh cdng mdt trong nhirng polymer tu phan buy sinh hoc dau tien tren co sd<br /> Polyglicolide. Va sau dd la cac poly(D,L, DL lactide).Chi khau tu tieu mang nhan hieu<br /> DEXON ra ddi da md ra mpt hudng di mdi trong tdng hgp polymer, va tir dd, ngudi ta chu y<br /> den polymer phan hiiy sinh hpc nhilu hon, hy vpng nd se la cuu canh cho mdi trudng.<br /> 2. Cac dang polymer tu phan huy sinh hoc: Polymer tir phan buy sinh hoc tdn tai trong 3<br /> dang chinh:<br /> <br /> 2.1.Polyester duac san sinh b&i cdc vi sinh vgt: Cac loai polymer nay d dang nguyen<br /> thuy nhu poly(hydroxyalkanoate) nhan dugc bdi cac chiing vi sinh vat chuyin hda cac san<br /> pham thien nhien nhu tinh bdt, chat beo va tu phan buy hoan toan trong dit, nude sdng, sudi<br /> hay trong bien. Co nhieu dang khac nhau cua poly(hydroxyalkanaate) dugc con ngudi tao ra<br /> <br /> 191<br /> Tiiu ban Khoa hoc vdt lieu ISBN: 978-604-913-011-3<br /> <br /> <br /> bang sir chpn lua chinh xac cau tnic ciia ngudn cac bon thien nhien. Mac dii vay. cac loai<br /> polymer nay khdng the san xuat dai tra tren qui md cdng nghiep \ i chi phi eao, nen ngudi ta<br /> chii trpng sir dung cac hgp chat do thien nhien tao ra nhu la nguyen lieu cho tdng hgp polymer<br /> tu phan buy sinh hpc.<br /> 2.2. Polysacharide thien nhien vd cdc polymer thien nhien: Polysaccharide dugc<br /> diing nhieu trong y te dudi cac dang cellulose, cellulose va cac ddng ding ciia nd, heparin,<br /> dextrin, pullulan, pectin, chitin, chitosan hayluronic acid va alginate. Mpt sd img dung quan<br /> trpng ciia cac hgp chat cellulose: Cac hgp chat cellulose nhu metyl-, ethyl-, aminoethyl-, hay<br /> acetate-phthalate- dugc sir dung lam mang Ipc trong may chay than nhan tao[4], lam vd bpc<br /> thude vien, bang vet thuang[5], chat lam tang sir tuong thich trong mau[4], va thudng dugc sir<br /> dung trong viec Ipc mau vdi vai trd eiia chat chdng ddng tu, hay dugc diing lam chat truyen<br /> dan plasma trong dung dich . Chitin va chitosan ciing la mpt dang polysaccharide, dupe phat<br /> hien tir nam 1811 do H.Braconnot trong khi nghien cuu ve nam va dat ten la fungine. Ngay<br /> nay chitin va chitosan dugc nghien cim va img dung rdng rai, dac biet trong ITnh vuc dugc va<br /> y te[6]. Hau bet cac dang polysaccharide tu nhien khac nhu heparin, alginat... deu dugc sir<br /> dung cho muc dich y te va dugc pham.<br /> 2.3. Polymer PHSH tong hffp, dgc biet Id cdc polyester beo: Cac polyester beo nhu<br /> poly(e-caprolacton), poly(D,L, DL-lactide), poly(butylene sucsinate)...da trd thanh thuong<br /> pham va dau ra ciia chiing ngay cang tang len. Ben canh cac loai polymer TPHSH nay, cac<br /> nha khoa hpc da va dang sang tao va thir nghiem nhieu loai khac cho ung dung thuc te nhu<br /> poly (ester amide), poly(carbonat), poIy( ester urethane).<br /> 3. Tinh hinh nghien ciin trong va ngoai nude;<br /> 3.1. Tmh hinh nghien ciiu & nu&c ngodi: Ci cac nude cd nin khoa hpc tien tiln, viec<br /> nghien cim polymer t\r phan hiiy sinh hpc dugc tien hanh tir lau [7], tren nhilu hudng, dac<br /> biet trong ITnh vuc y te. Trong nhung nam gan day, da cd hang tram cdng trinh dang tren cac<br /> tap chi chuyen nganh polymer ve cac polymer tu phan hiiy sinh hpc, dac biet la ddng thdng tin<br /> dugc tap hgp trong "Polymeric Biomaterials" do Severian Dumitriu , University of<br /> Sherbrooke Quebec Canada[8] suu tap va xuat ban qua cdng ty Marcel Dekker Inc, vdi tdng<br /> lugng 44 cdng trinh trong 1168 trang. Mai tdi nam 1986 Hang ICI mdi dilu cbl dugc Biopol,<br /> mpt loai nhua nhiet ed ngudn gdc tir thuc vat, cd the tu buy dugc trong thien nhien. Mdt vai<br /> nam sau dd mpt loai nhua cd dac tinh tuong tu, MaterB, dugc dilu cbl bdi hang<br /> Montedison.Han gudc ciing cho ra ddi Enpol.[9].Hien nay cac san phim ciia Biopol va<br /> MasterB dang chiem ITnh thi trudng chat deo phan hiiy sinh hpc ciia thi gidi.<br /> 3.2. Tinh hinh nghien cuu & trong nu&c: 6 Viet nam, cac nha khoa hpc trong cac<br /> vien nghien cim hoac cac trudng dai hpc, trong mudi nam trd lai day da cd nhiing nghien cim<br /> theo hudng ndi tren, dac biet cac nghien cim ve chitin va chitosan da thu dugc nhung kit qua<br /> tdt. [10 ] LTnh vyc nghien eiiru bien tinh polymer truyen thdng bing mdt so acetat kim loai<br /> ciing da dugc tien hanh[l 1,12]. Hien dang cd de tai cap Nha nude ve biln tinh tinh bpt vdi<br /> polymer truyen thdng de tao nen polymer cd the phan huy. Trong tuyen tap cac cdng trinh va<br /> bao cao khoa hpc ciia Phan vien khoa hpc Vat lieu tai TPHCM [13] da cd dl cap din polymer<br /> tu phan huy tren ca sd acid lactic chuyen hoa thanh lactide va polylactide. Kit qua cho thiy<br /> mau polymer cd kha nang phan hiiy hoan toan khi chdn trong dat sau thdi gian 30 ngay. Gin<br /> day, nhdm tac gia tren cQng da cdng bd mdt so ket qua khao sat qua trinh tdng hgp<br /> polyanhydric sucinic tren mpt sd xiic tac khac nhau[14] hay tdng hgp mang polymer<br /> composite tren ca sd polyvinylancohol va sgi lignocellulosic[15]. Mpt cong trinh khac cua<br /> Trudng DHKHTN [16] da gidi thieu phan ung triing hgp sdng polymer metyl metacrylat bing<br /> he xiic tac oxy boa khir.<br /> <br /> <br /> 192<br /> Hoi nghi Khoa hoc ky' niim 35 ndm Viin KH&CNVN - Hd Ngi -10/2010<br /> <br /> <br /> 4. Tuong lai cua polymer phan buy sinh hoc: Do olygomer va polymer truyin thdng di tir<br /> nguyen lieu hda thach cd cac mach chinh chi chira lien ket cacbon - cacbon (loai trir loai cd<br /> nhdm cue tinh cdng kenh d mach chinh nhu PVA) cho thay it cd phan irng xuc tac phan hu\'<br /> bang enzym, dac biet khi KEPT ciia chiing Idn.Vi v$y thdi gian phan buy cua chiing trong<br /> dieu kien tu nhien hay chdn ii keo dai. De giiip thiic day qua trinh nay, ngudi ta da nghien cuu<br /> bien tinh chiing. Mdt sd phuang phap sau:<br /> 4.1. Dua nhdm cd lien kit yeu vao mgch polymer: Cd nhilu each dl dua "lien kit<br /> yeu" vao mach chinh ciia nhimg polymer nay. Nhirng "lien ket ylu" dugc thilt kl cho phep<br /> kiem soat su phan hiiy cua polymer ky nude KEPT Idn thanh polymer KEPT thip ban. dl<br /> sau dd vi sinh tieu boa thdng qua qua trinh phan hiiy sinh hpc.<br /> 4.1.1. Biin tinh Polypropylen (PP) v&i tinh bpt: San phim lai diu tien tren thi trudng<br /> loai nay la Biopropylen CP Bio-PP-50 - mpt hon hgp ciia polypropylen homopolymer trdn<br /> vdi 50% tinh bpt va mpt hon hgp ciia chat deo hda hoac phu gia. Biopropylen cd dp cung. bin<br /> va chiu nhiet cao ban so vdi PP nhung lai cd dp gian va bin ca hpc kem ban. Khdng gidng<br /> nhu cac polymer sinh hpc khac, Biopropylen khdng can phai siy khd.<br /> 4.1.2. Biin tinh PVC: Ddi vdi PVC, la mpt polymer truyin thdng khdng PHSH ngay,<br /> cd the bien tinh nd de tao ra nhung he polymer mdi ma van dam bao tinh chit ciia \'at lieu<br /> nhung de phan hiiy de chuyen sang giai dpan phan hiiy sinh hpc vdi thdi gian nhanh ban khi<br /> chua bien tinh.<br /> 4.1.3. Ket hop phuc kim Ipai v&i VC: Mdt sd y tudng mdi trong viec sir dung cac<br /> phuc he ciia kim Ipai chuyen tiep de kit hgp vdi VC: Trong phan iing nay, monomer VC dugc<br /> gan vdi phirc he va hinh thanh moi lien he Zr-Cl va propylene. Kit qua la atactic<br /> poly(propylene) vdi khoi lupng phan tir thip (khdang 500) dugc hinh thanh.<br /> 4.1.4. Bien tinh PE bdng CaC03: Hien tai, cac nha gia cdng chit deo da san xuit<br /> thanh cdng cac loai tiii dung chit lupng cao chira tdi 15 - 20% CaC03. Mpt sd loai mang<br /> mdng hoac vat lieu deo trong mpt vai ung dung khac cd thi chiia len tdi 30% chit ddn nay. 6<br /> chau Au, cac mang mdng diing dl bpc ba cd thi chira tdi 60% CaC03.<br /> 4.1.5. Bien tinh polystyrene: Hien nay, polystyren (PS) dugc sir dung rpng rai lam<br /> bao bi thuc pham do cd chi phi thip va tinh each dien. Tuy nhien, do ap lyc vl giam tac dpng<br /> ciia rac thai bao bi dang budc cac nha may cbl biln thuc phim phai tim cac vat lieu thay thi<br /> than mdi trudng hon. Cac hop PS thudng cd thi mit hang tram nam de phan buy, kl ca da<br /> dugc tang tdc nhd hda chat phu gia va cac phuang phap khac. Tuy nhien. cac hda chit va<br /> phuang phap nay deu rat dit va cung gay hai cho mdi trudng.<br /> 4.1.6. Bien tinh polyuretan thdnh : Bpt xdp pol>airetan mim dugc<br /> diing de nhdi cac ghe sofa va dem, cdn bpt polyuretan cimg dugc sir dung dl san xuit cac tim<br /> ngan trong cac cdng trinh xay dung. Hai loai bpt nay chiim phin^ Idn thi trudng bpt<br /> polyuretan. Cdn cd 2 loai bpt polyuretan khac cd cac img dung dac biet dd la bpt \'i xdp^dugc<br /> sir dung de che tao vo lang d td hoac Idt ben trong mu phdng hp thi thao va bpt dan hdi dugc<br /> su dung de che tao de cua cac loai giay, kl ca giay thi thao. Tuy ca 4 loai bpt polyuretan nay<br /> cd cac tinh chat vat ly khac nhau nhung diu dugc tao ra bing each thuc hien cac phan ung<br /> triing hgp gdm diol (hoac rugu da chirc). diisoxyanat va nude.<br /> 4.2. Tao vat lieu composite giira polymer truyen thong va polymer PHSH: Viec<br /> su dung PVA vdi mpt sd chat khac nhu tinh bpt, x e n l u l o z c . d l tao nen nhihia dang vat lieu<br /> he polymer composite cd chat lugng tdt cung la hudng nghien cim biln tinh polvmer tnivin<br /> thong CO trien xpng cao. Neu xet tren khia canh do bin vat lieu thi su kit hgp giira polymer<br /> <br /> <br /> 193<br /> Tieu ban Khoa hgc vdt lieu ISBN: 978-604-913-011-3<br /> <br /> <br /> PHSH vdi mdt sd sgi gia cudng , nhu sgi thiiy tinh chang ban. se cho ta mdt vat lieu nidi cd<br /> dp ben cao han.Vi du sau day chung minh dieu dd:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hinh I; a-Dd bin udn. u-ung sudt ddn hdi<br /> Doi vdi cac polymer rieng re nhu tinh bdt hay polylactide, dp ben udn va ung suat dan<br /> hoi thudng khdng bang nhau va ed dp chenh lech tir vai phan tram den gan 50%. Nhung khi<br /> cd sir kit hop vdi sgi thiiy tinh gia cudng de tao thanh dang polymer mdi GFRP (Glass-Fibre-<br /> Reinforced-Polymer) thi dp ben udn va img suat dan hdi ciia cac palymer PHSH ndi tren dat<br /> cue dai (100%).<br /> 4.3. VinapoP- tai sao khong? N I U tren the gidi da cd Biopol, Master B, Bioxo hay<br /> Enpol, lieu Viet nam cd the cd Vinapol®? Cac nghien cim gan day ciia Vien khoa hpc vat lieu<br /> img dung thupc Vien KH&CN Viet nam cho thay da hinh thanh mpt chudi cdng nghe de tdng<br /> hgp mdt dang polymer phan buy sinh hpc tren ca sd ciia cac san pham ndng nghiep nhu dau<br /> beo, xenlulozo, tinh bpt va glyxerin - san pham phu tir qua trinh san xuat biodiesel.Mac dii<br /> tinh chat vat ly cua Vinapol chua cd dp ben keo nhu cac polymer truyen thdng, nhung nd lai<br /> cd eae kha nang khac nhu hiit am ( 600 lan so vdi trpng lupng ciia nd), phan buy hoan toan<br /> thanh CO2 va H2O trong vdng 30-45 ngay khi chdn trong dat. Khi sir dung lam bau uam cay,<br /> nd khdng chi cd tac dung giir am ma cdn lam cho dat tai, xdp, tang kha nang phat trien ciia<br /> cay trdng. VINAPOL® la mdt polymer nen, dang vien cau hay khdi try (theo y mudn cua nha<br /> san xuat). Khi sir dung, chi can hda tan trong nude am (70-80 °C) de tao thanh dang theo<br /> khudn. Tiiy vao muc dich sir dung ma cd nhirng dang vinapol® khac nhau: Vinapol®-FAW:<br /> (Film Adsorption Water),diing lam bau uam cay, Vinapol*-FfT: ( Film for Fruit) diing lam<br /> mang bpc hoa qua. Vinapol*-PL/AW(Plastic Adsorption Water), diing de bpc Phan cac loai (<br /> Vd CO, hiin ca. visinh...).<br /> Bang cam quan ve mau sac ciia vd ngoai, ca chua bpc bang mang phan buy sinh hpc giir<br /> dupe kha lau so vdi bpc bang giay bao , de ngoai khdng khi, va bpc bang mang nylon thi<br /> trudng. Mau dd ciia qua ca chua sau mpt tuan van tuoi nguyen so vdi cac qua ca chua ddi<br /> chung va cac qua ca chua bpc bang cac vat lieu khac.<br /> Qua ca chua bpc bang mang nylon thi trudng cho mau sac chuyen sang sam ban, sau 15<br /> ngay vd ca chua khd dan dan den nut ra va hu. Trong khi dd, ca bpc bang mang phan<br /> buy sinh hpc khdng cd hien tupng nirt va hu sau 15 ngay.<br /> Chiing tdi dang tiep tuc khao sat chat lugng ( ham lugng vitamin, nude, khoang chit) ciia<br /> Ca chua cd va khdng cd vd bpc bang mang Vinapol*-FfF<br /> 5. Ket luan<br /> Polymer tu phan hiiy sinh hpc la mpt dang trong he vat lieu td hgp va cao phan tir,<br /> chua cd nhieu nghien ciiru d Viet nam, cdn d tren the gidi, dac biet d cac nude cd nin khoa<br /> hpc tien tien, ngudi ta da dau tu cho nhirng nghien cuu nay kha lau va tuy da thu dugc nhimg<br /> thanh tich -vugt trdi, nhung van chua the dem ap dung dai tra vi gia thanh ciia nd.<br /> <br /> <br /> 194<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0