Mở đầu
Các nhà khoa học Mỹ đã tập trung vào nghiên cứu nâng cao hiệu quả tái chế nhựa PET. Báo cáo gần đây của họ xác định các trọng tâm nghiên cứu chính nhằm thúc đẩy quá trình thương mại hóa các công nghệ tái chế PET mới.
Nhựa PET, một trong những loại nhựa được sản xuất rộng rãi nhất trên thế giới, đang là tâm điểm của các nghiên cứu về tái chế. Mặc dù mang lại nhiều tiện ích cho cuộc sống hiện đại, nhựa PET cũng là một trong những tác nhân chính gây ô nhiễm môi trường. Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề này, các nhà khoa học tại Đại học Virginia Tech đang tập trung vào việc phát triển các công nghệ tái chế nhựa PET hiệu quả hơn, góp phần giảm thiểu đáng kể lượng rác thải nhựa và bảo vệ môi trường.
Adam McNeeley, một sinh viên đã tốt nghiệp, cùng với cố vấn của mình là Giáo sư Y.A. Liu, thành viên Viện Đổi mới Macromolecule, đã công bố một nghiên cứu đột phá về tái chế nhựa PET. Nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng các quy trình tái chế hóa học để loại bỏ hoàn toàn các chất phụ gia, tạp chất và thuốc nhuộm có trong nhựa PET. Khác với các phương pháp tái chế cơ học truyền thống, quy trình này cho phép tái chế một lượng lớn nhựa PET hơn, mở ra triển vọng mới cho ngành công nghiệp tái chế. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Hóa học Công nghiệp và Kỹ thuật, số 12 và 16 tháng 2.
>>>> CÁC LỰA CHỌN THAY THẾ BAO BÌ NHỰA CÓ THỰC SỰ BỀN VỮNG HƠN?
Giải pháp đột phá cho tái chế nhựa PET
Nhựa PET được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm hàng ngày như chai nước, quần áo và bao bì. Tuy nhiên, phương pháp tái chế PET hiện nay chủ yếu dựa trên cơ học, chỉ thích hợp cho các loại chai nhựa sạch và không thể xử lý hiệu quả 70% các sản phẩm PET khác
Nghiên cứu của Adam McNeeley và Giáo sư Y.A. Liu nhằm tìm ra phương pháp tái chế nhựa PET hiệu quả và kinh tế hơn. “Có một sự thật rằng công chúng mong muốn sử dụng các sản phẩm làm từ vật liệu tái chế, nhưng nếu vật liệu tái chế có giá cao hơn nhiều so với vật liệu nguyên sinh, thì mọi người ít có khả năng mua vật liệu tái chế.” McNeeley nói.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu kỹ lưỡng các phương pháp khử trùng nhựa PET bằng các dung môi như ethylene glycol, methanol và nước. Quá trình này giúp phân tách các thành phần của nhựa và loại bỏ tạp chất. Sau đó, các thành phần thu được có thể được tinh chế và tái chế thành nhựa PET mới.
Nghiên cứu của Adam McNeeley và Y.A. Liu hứa hẹn một tương lai bền vững hơn cho ngành tái chế nhựa PET.
Điểm khác biệt
Khác với các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào khía cạnh hóa học, nghiên cứu này đã đánh giá toàn diện quá trình khử trùng nhựa PET, bao gồm cả các yếu tố như nhiệt động lực học, hóa học, tinh chế, quản lý chất thải và thiết kế bền vững của các quá trình khử trùng PET.
Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình mô phỏng hoàn chỉnh 4 quá trình khử trùng. Mô hình này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các phương pháp khử trùng hoạt động và tính toán được lượng năng lượng, khí thải ra môi trường của mỗi phương pháp. Từ đó, các nhà máy có thể chọn cách khử trùng phù hợp nhất, vừa đảm bảo sản phẩm sạch sẽ, vừa thân thiện với môi trường. “Có nhiều cách khác nhau để khử trùng PET và có ba cách đang được phát triển mạnh mẽ để sử dụng thương mại, và chúng tôi chứng minh được rằng các phương pháp này có những điểm khác biệt rõ rệt về quy trình xử lý hóa học” McNeeley nói.
Những phát hiện của họ cũng gợi ý các lĩnh vực chính mà các nhà nghiên cứu cần tập trung vào để thúc đẩy đáng kể việc tái chế nhựa và làm cho các công nghệ tái chế mới có khả năng thương mại hóa.
Hạn chế
Ông McNeeley chỉ ra rằng: “Một trong những hạn chế lớn của tái chế cơ học là việc không thể loại bỏ hoàn toàn một số chất phụ gia và tạp chất. Để khắc phục vấn đề này, chúng ta cần cải tiến quy trình phân loại và làm sạch chất thải PET. Phương pháp chuyển đổi polymer thành monomer hứa hẹn sẽ giải quyết được vấn đề này, cho phép tái chế chất thải PET ở mức độ tinh khiết cao hơn. Đồng thời, phương pháp này còn mở ra khả năng tái chế nhiều loại sản phẩm PET khác, chẳng hạn như bao bì và hàng dệt.”
Tái chế hóa học nhựa PET: Xu hướng mới của các doanh nghiệp lớn
Nhiều doanh nghiệp lớn đang tích cực đầu tư vào các công nghệ tái chế hóa học PET, đặc biệt là phương pháp methanolysis.
“Điều quan trọng là các công ty hóa học truyền thống lớn đang làm việc với công nghệ này. Các công ty này có khả năng tiếp cận một lượng lớn vốn để xây dựng các quy trình quy mô lớn và có nhiều kinh nghiệm để phát triển và vận hành các quy trình hiệu quả và đáng tin cậy, điều quan trọng đối với các công nghệ tái chế mới phát triển để tồn tại, đặc biệt là trong điều kiện thị trường biến động,” McNeeley nói.
McNeeley nhấn mạnh rằng, trong bối cảnh toàn cầu hiện nay, việc tái chế nhựa PET là vô cùng cấp bách. Bởi vì, hầu hết nhựa hiện nay đều được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch. Khi giá nhiên liệu hóa thạch còn rẻ, việc tái chế nhựa thường không mang lại lợi nhuận cao, khiến nhiều doanh nghiệp chùn bước. Tuy nhiên, ông cho rằng, với nguồn tài nguyên hóa thạch có hạn, giá nhiên liệu hóa thạch chắc chắn sẽ tăng cao trong tương lai. Do đó, việc đầu tư vào tái chế nhựa không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo nguồn cung ổn định và giá cả cạnh tranh cho ngành công nghiệp nhựa trong tương lai.
Nguồn: ISWA
