Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhựa

CHẤT LƯỢNG - UY TÍN TẠO NÊN THƯƠNG HIỆU

Hotline tư vấn 24/7 0937 001 871 0905 919 939

Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhựa
Ngày đăng: 01/02/2024 02:33 PM

    Nhựa là một trong những vật liệu phổ biến nhất trên thế giới, được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ bao bì đến xây dựng. Tuy nhiên, sự phổ biến của nhựa cũng đặt ra những mối lo ngại về môi trường, do nhựa có thể tồn tại trong môi trường trong nhiều thế kỷ.

    Một trong những thách thức chính liên quan đến nhựa là tuổi thọ của nó. Nhựa thường được làm từ các polymer, là các phân tử dài, được kết nối với nhau bằng các liên kết hóa học. Các liên kết này có thể bị phá vỡ bởi các yếu tố môi trường như nhiệt, ánh sáng và oxy, dẫn đến suy thoái của nhựa.

    1. Giới thiệu

    Nhựa là một loại vật liệu nhân tạo, có nhiều tính chất ưu việt như nhẹ, bền, dễ sản xuất, giá thành rẻ,... nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất hàng tiêu dùng, bao bì, xây dựng, điện tử,...

    Theo thống kê của Hiệp hội Nhựa Quốc tế (Plastics Europe), sản lượng nhựa toàn cầu năm 2022 đạt 368 triệu tấn, tăng 4% so với năm 2021. Dự kiến, sản lượng nhựa toàn cầu sẽ tiếp tục tăng trưởng trong những năm tới, đạt 467 triệu tấn vào năm 2030.

    Nhựa cũng là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm đại dương. Theo ước tính của Cơ quan Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), mỗi năm có khoảng 8 triệu tấn nhựa thải ra đại dương.

    Sự phổ biến của nhựa đã mang lại nhiều lợi ích cho con người, tuy nhiên cũng đặt ra nhiều mối lo ngại về môi trường. Bởi, nhựa là một loại vật liệu không phân hủy sinh học, có nghĩa là nó không thể bị phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn có thể được hấp thụ bởi môi trường. Điều này dẫn đến việc nhựa bị tích tụ trong môi trường, gây ô nhiễm đất, nước và không khí.

    Ngoài ra, nhựa cũng có thể gây hại cho sức khỏe con người. Khi nhựa bị phân hủy, nó sẽ giải phóng các hóa chất độc hại có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn và gây hại cho con người.

    Tuổi thọ của nhựa là khoảng thời gian mà nó có thể tồn tại mà không bị hư hỏng đáng kể. Các yếu tố cụ thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhựa như: Thành phần nhựa và phụ gia, điều kiện môi trường, ảnh hưởng của chất phụ gia.

    Việc sử dụng chất phụ gia là một giải pháp tiềm năng để giải quyết các thách thức liên quan đến tuổi thọ của nhựa. Bằng cách sử dụng các chất phụ gia thích hợp, có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ của nhựa, giúp giảm thiểu tác động của nhựa đến môi trường. Hiện nay, các nhà khoa học đang tiếp tục tìm kiếm các chất phụ gia mới và hiệu quả hơn để giúp tăng tuổi thọ của nhựa và giảm thiểu tác động của nhựa đến môi trường.

    2. Thành phần nhựa và phụ gia

    Nhựa là một vật liệu tổng hợp được tạo thành từ các phân tử lớn, được gọi là polyme. Polyme được tạo ra từ các đơn vị nhỏ hơn, được gọi là monome, kết hợp với nhau bằng các liên kết hóa học. 

    Có rất nhiều loại nhựa khác nhau, mỗi loại có các đặc tính và ứng dụng riêng được phân loại dựa trên loại monome được sử dụng để tạo ra chúng. Sự đa dạng của các loại nhựa là do sự khác biệt về thành phần hóa học của chúng. Một số loại nhựa phổ biến bao gồm:

    • Polyethylene (PE): PE là loại nhựa phổ biến nhất, được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm bao bì, ống dẫn và đồ gia dụng.
    • Polypropylene (PP): PP là một loại nhựa cứng, bền, được sử dụng trong các ứng dụng như đồ chơi, thiết bị điện tử và bộ phận ô tô.
    • Polyvinyl chloride (PVC): PVC là một loại nhựa linh hoạt, được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm ống dẫn, cáp điện và đồ gia dụng.
    • Polystyrene (PS): PS là một loại nhựa nhẹ, giá rẻ, được sử dụng trong các ứng dụng như bao bì, đồ chơi và đồ nội thất.
    • Polycarbonate (PC): PC là một loại nhựa cứng, bền, được sử dụng trong các ứng dụng như kính chắn gió ô tô, vỏ máy tính và đồ chơi.

    Ngoài các monome, nhựa cũng có thể chứa các chất phụ gia. Các chất phụ gia được thêm vào nhựa để cải thiện các đặc tính của nó. Các chất phụ gia có thể ảnh hưởng đến độ bền, tính ổn định và sự xuống cấp của nhựa theo nhiều cách khác nhau.

    Ví dụ: Chất ổn định có thể giúp ngăn ngừa PE bị phai màu và giòn trong ánh sáng mặt trời. Chất gia cường có thể giúp tăng cường độ bền của PP và làm cho nó ít bị gãy vỡ hơn. Chất chống cháy có thể giúp ngăn ngừa PVC bị cháy. Chất chống ăn mòn có thể giúp bảo vệ PTFE khỏi bị ăn mòn bởi hóa chất.

    Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, bằng cách lựa chọn loại nhựa có thành phần và phụ gia phù hợp, có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhựa.

    3. Điều kiện môi trường

    Điều kiện môi trường là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhựa. Các yếu tố môi trường có thể tác động đến nhựa bao gồm:

    Hoạt động của vi sinh vật và phụ gia

    Hoạt động của vi sinh vật là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến suy giảm độ bền của nhựa. Vi sinh vật có thể phân hủy nhựa bằng cách sản sinh ra các enzyme phá vỡ các liên kết hóa học trong nhựa. Các phụ gia được thêm vào nhựa để cải thiện các tính chất của nhựa cũng có thể bị vi sinh vật phân hủy.

    Vi sinh vật có thể phân hủy nhiều loại nhựa khác nhau, bao gồm nhựa PVC, nhựa PE, nhựa PP, nhựa PS,... Các loại nhựa có cấu trúc phân tử đơn giản thường dễ bị vi sinh vật phân hủy hơn các loại nhựa có cấu trúc phân tử phức tạp.

    Để hạn chế tác động của vi sinh vật đến tuổi thọ của nhựa, có thể sử dụng các loại nhựa có khả năng kháng vi sinh vật cao hoặc thêm các phụ gia kháng vi sinh vật vào nhựa.

    Phân hủy hóa học và phụ gia

    Phân hủy hóa học là quá trình các phân tử nhựa bị chuyển hóa thành các phân tử nhỏ hơn dưới tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, oxy,... Các phụ gia được thêm vào nhựa để cải thiện các tính chất của nhựa cũng có thể bị phân hủy hóa học.

    Phân hủy hóa học có thể xảy ra ở cả môi trường tự nhiên và môi trường nhân tạo. Trong môi trường tự nhiên, phân hủy hóa học của nhựa thường diễn ra chậm hơn so với môi trường nhân tạo.

    Để hạn chế tác động của phân hủy hóa học đến tuổi thọ của nhựa, có thể sử dụng các loại nhựa có khả năng kháng hóa chất cao và bảo quản nhựa ở nơi có nhiệt độ thấp, tránh ánh sáng mặt trời.

    4. Ảnh hưởng của chất phụ gia

    Chất phụ gia nhựa là những chất được thêm vào nhựa trong quá trình sản xuất để cải thiện các tính chất của nhựa, chẳng hạn như độ bền, độ cứng, độ dẻo, khả năng chống ăn mòn,... Chất phụ gia có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của nhựa theo hai cách chính:

    Giảm thiểu hoặc đẩy nhanh quá trình phân hủy hóa học

    Một số chất phụ gia có thể giúp giảm thiểu quá trình phân hủy hóa học của nhựa, chẳng hạn như chất chống oxy hóa, chất ổn định nhiệt,... Các chất này hoạt động bằng cách ngăn chặn quá trình oxy hóa hoặc phân hủy nhiệt của nhựa.

    Ngược lại, một số chất phụ gia có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy hóa học của nhựa, chẳng hạn như chất gia tăng độ mềm dẻo, chất hóa dẻo,... Các chất này hoạt động bằng cách làm suy yếu cấu trúc của nhựa, khiến nhựa dễ bị phân hủy hơn.

    Vai trò của chất phụ gia trong việc bảo vệ nhựa khỏi tác động của hóa chất bên ngoài

    Hóa chất là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến suy giảm độ bền, suy thoái nhựa. Các hóa chất có thể ăn mòn, phá hủy cấu trúc của nhựa, khiến nhựa bị giòn, dễ vỡ,...

    Chất phụ gia có thể giúp bảo vệ nhựa khỏi tác động của hóa chất bên ngoài bằng cách tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt nhựa. Lớp màng này có thể ngăn chặn các hóa chất tiếp xúc với nhựa, giúp nhựa tránh khỏi các tác động của hóa chất.

    Có nhiều loại chất phụ gia khác nhau có thể giúp bảo vệ nhựa khỏi tác động của hóa chất bên ngoài. Một số chất phụ gia phổ biến bao gồm:

    • Chất chống ăn mòn là những chất được thêm vào nhựa để ngăn chặn quá trình ăn mòn của nhựa. Các chất chống ăn mòn hoạt động bằng cách tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt nhựa, ngăn chặn các chất ăn mòn tiếp xúc với nhựa.
    • Chất kháng hóa chất là những chất được thêm vào nhựa để ngăn chặn các hóa chất phá hủy cấu trúc của nhựa. Các chất kháng hóa chất hoạt động bằng cách tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt nhựa, ngăn chặn các hóa chất xâm nhập vào nhựa.
    • Chất gia tăng độ cứng là những chất được thêm vào nhựa để làm tăng độ cứng của nhựa. Độ cứng của nhựa càng cao thì khả năng chống chịu với các tác động của hóa chất càng tốt.
    • Chất gia tăng độ dẻo là những chất được thêm vào nhựa để làm tăng độ dẻo của nhựa. Độ dẻo của nhựa càng cao thì khả năng chống chịu với các tác động cơ học càng tốt.

    5. Kết luận

    Tuổi thọ của nhựa phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó chất phụ gia đóng vai trò quan trọng. Chất phụ gia làm giảm thiểu hoặc đẩy nhanh quá trình phân hủy hóa học, đồng thời chúng có vai trò trong việc bảo vệ nhựa khỏi tác động của hóa chất bên ngoài. Từ đó, có thể giúp tăng cường các tính chất cơ lý, hóa lý, chống ăn mòn, chống cháy, chống tia UV,... của nhựa, giúp kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.