Chất dẻo

Đối với các định nghĩa khác, xem Nhựa.
Đồ gia dụng được làm từ nhiều loại chất dẻo khác nhau

Chất dẻo, hay còn gọi là nhựa hoặc mủ, là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày như là: áo mưa, ống dẫn điện... cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người. Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng. Chất dẻo còn được sử dụng rộng rãi để thay thế cho các sản phẩm làm bằng: vải, gỗ, da, kim loại, thủy tinh. Vì chúng bền, nhẹ, khó vỡ, nhiều màu sắc đẹp. Chất dẻo thường là các chất tổng hợp có nguồn gốc từ các sản phẩm.[1]

Từ năm 1950 đến năm 2017, thế giới đã sản xuất khoảng 9,2 tỷ tấn nhựa. Trong đó, hơn một nửa (khoảng 4,6 tỷ tấn) được sản xuất trong giai đoạn từ năm 2004 đến năm 2017. Năm 2020, sản lượng nhựa toàn cầu đạt 400 triệu tấn.[2]

Sự phát triển của nhựa từ đầu thế kỷ 20 đã mang lại nhiều lợi ích cho con người, nhưng cũng gây ra những vấn đề môi trường nghiêm trọng. Nguyên nhân là do nhựa có tốc độ phân hủy chậm trong tự nhiên, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nhựa.[3] Theo ước tính, khoảng 14% lượng nhựa thải bỏ đã được thiêu hủy và chưa đến 10% được tái chế.[4]

Định nghĩa của IUPAC về nhựa
Một thuật ngữ chung được sử dụng để chỉ các vật liệu polymer, vật liệu có thể bao gồm các cải tiến khác
Những chất có thể làm giảm chi phí

Lưu ý 1: Lý do sử dụng thuật ngữ này thay vì polymer là vì lý do sau thường gây ra
Gây phiền phức, vì vậy nó không được khuyến khích.

Lưu ý 2: Trong kỹ thuật polymer, thuật ngữ này có nghĩa là nó có thể được trộn lẫn và trong những điều kiện nhất định
Vật liệu có thể áp dụng đặc tính lỏng cho sản xuất[5]

Thành phần

Hầu hết chất dẻo chứa các polyme hữu cơ. Phần lớn các polyme này có nguồn gốc từ các chuỗi chỉ có các nguyên tử cacbon hoặc kết hợp với oxy, lưu huỳnh hoặc nitơ. Để tạo ra các đặc điểm của chất dẻo, các nhóm phân tử khác nhau được liên kết vào mạch cacbon tại những vị trí thích hợp. Cấu trúc của các chuỗi như thế này ảnh hưởng đến tính chất của các polyme. Việc can thiệp một cách tinh vi như thế này vào tạo thành nhiều tính chất của polymer bằng cách lặp lại cấu trúc phân tử đơn vị cho phép chất dẻo trở thành một bộ phận không thể thiếu của thế kỷ 21.

Phân loại

Phân loại theo hiệu ứng của polyme với nhiệt độ

  1. Nhựa nhiệt dẻo: Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm thì nó chảy mềm ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đóng rắn lại. Thường tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp. Các mạch đại phân tử của nhựa nhiệt dẻo liên kết bằng các liên kết yếu (liên kết hydro, vanderwall). Tính chất cơ học không cao khi so sánh với nhựa nhiệt rắn. Nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái sinh được nhiều lần, ví dụ như: polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), poly metyl metacrylat (PMMA), poly butadien (PB), poly etylen tere phtalat (PET),...
  2. Nhựa nhiệt rắn: là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau đó không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa, không có khả năng tái sinh. Một số loại nhựa nhiệt rắn: ure focmadehyt [UF], nhựa epoxy, phenol formaldehyde (PF), nhựa melamin, poly este không no...
  3. Vật liệu đàn hồi (elastome): là loại nhựa có tính đàn hồi như cao su.

Phân loại theo ứng dụng

  1. Nhựa thông dụng: là loại nhựa được sử dụng số lượng lớn, giá rẻ, dùng nhiều trong những vật dụng thường ngày, như: PP, PE, PS, PVC, PET, ABS,...
  2. Nhựa kỹ thuật: Là loại nhựa có tính chất cơ lý trội hơn so với các loại nhựa thông dụng, thường dùng trong các mặt hàng công nghiệp, như: PC, PA,......
  3. Nhựa chuyên dụng: Là các loại nhựa tổng hợp chỉ sử dụng riêng biệt cho từng trường hợp.

Các loại chất dẻo

Các loại chất dẻo phổ biến

Danh mục này bao gồm cả chất dẻo thông dụng, chất dẻo tiêu chuẩn và chất dẻo kỹ thuật.

  • Polyamide (PA) hoặc (nilon) - sợi, lông bàn chải đánh răng, ống, dây câu và các bộ phận máy có độ bền thấp như bộ phận động cơ hoặc khung súng
  • Polycacbonat (PC) - đĩa compact, kính mắt, tấm chắn cảnh sát, cửa sổ an ninh, đèn giao thông và thấu kính
  • Polyester (PES) - sợi và vải dệt
  • Polyethylene (PE) - một loạt các ứng dụng bao gồm túi siêu thị và chai nhựa
    • Polyethylene mật độ cao (HDPE) - chai đựng chất tẩy rửa, bình đựng sữa và hộp nhựa đúc
    • Polyethylene mật độ thấp (LDPE) - đồ gia dụng ngoài trời, vách ngăn, gạch lát sàn, rèm phòng tắm và bao bì vỏ sò
    • Polyethylene terephthalate (PET) - chai nước uống có ga, lọ đựng bơ đậu phộng, màng bọc thực phẩm và bao bì dùng được trong lò vi sóng
  • Polypropylene (PP) - nắp chai, ống hút, hộp đựng sữa chua, thiết bị gia dụng, chắn bùn ô tô
  • Polystyrene (PS) - hộp đựng bánh kẹo, văn phòng phẩm,đồ chơi, cốc, đĩa dùng một lần, dao kéo, đĩa compact (CD)
    • High impact polystyrene (HIPS) – lót tủ lạnh, bao bì thực phẩm
  • Polyurethane (PU) - lớp lót ống, băng tải, trục và bánh xe, hiện là loại nhựa được sử dụng phổ biến thứ sáu hoặc thứ bảy
  • Polyvinyl chloride (PVC) - ống nước và máng xối, dây / cáp cách điện, rèm tắm, khung cửa sổ
  • Polyvinylidene chloride (PVDC) - bao bì thực phẩm
  • Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) - hộp đựng thiết bị điện tử (ví dụ: màn hình máy tính, máy in, bàn phím) và ống thoát nước
    • Polycarbonate + Acrylonitrile Butadiene Styrene (PC + ABS) - pha trộn giữa PC và ABS tạo ra một loại nhựa cứng hơn được sử dụng trong các bộ phận bên trong và bên ngoài ô tô cũng như thân điện thoại di động
    • Polyethylene + Acrylonitrile Butadiene Styrene (PE + ABS) - một hỗn hợp chống trơn của PE và ABS được sử dụng trong các ổ trục khô công suất thấp

Nhựa chuyên dụng

  • Polyepoxit (epoxy) - được sử dụng làm chất kết dính, chất làm bầu cho các thành phần điện và ma trận cho vật liệu composite với chất làm cứng bao gồm amin, amid và bo triflorua
  • Polymethyl methacrylate (PMMA) (acrylic) - kính áp tròng, kính dán (được biết đến nhiều nhất ở dạng này với nhiều tên thương mại khác nhau trên thế giới; ví dụ như Perspex, Plexiglas, Oroglas), aglets, bộ khuếch tán ánh sáng huỳnh quang, viền đèn hậu cho xe. Nó tạo thành nền tảng của sơn acrylic nghệ thuật và thương mại vì không tan trong nước khi sử dụng các tác nhân khác.
  • Polytetrafluoroethylene (PTFE), hoặc Teflon - lớp phủ chịu nhiệt, ma sát thấp, được sử dụng trong những thứ như bề mặt chống dính cho chảo rán, băng keo của thợ sửa ống nước và trượt nước
  • Phenolics hoặc phenol formaldehyde (PF) - mô đun cao, chịu nhiệt tương đối và polyme chống cháy tuyệt vời. Được sử dụng để cách điện các bộ phận trong đồ điện, các sản phẩm nhiều lớp giấy (ví dụ: Formica), bọt cách nhiệt. Đây là một loại nhựa nhiệt rắn, có tên thương mại quen thuộc là Bakelite, có thể được tạo khuôn bằng nhiệt và áp suất khi trộn với bột gỗ giống như chất độn hoặc có thể được đúc ở dạng lỏng chưa được lấp đầy hoặc đúc dưới dạng bọt (ví dụ: Oasis). Tuy nhiên có nhiều vấn đề bao gồm xác suất khuôn tự nhiên có màu tối (đỏ, xanh lá cây, nâu) và vì nhiệt rắn rất khó tái chế.
  • Melamine formaldehyde (MF) - một trong những nguyên tố amin, được sử dụng làm chất thay thế nhiều màu cho phenol, ví dụ như trong khuôn đúc (ví dụ: chất thay thế chống vỡ cho cốc, đĩa và bát sứ cho trẻ em) và lớp bề mặt trên cùng được trang trí của giấy laminates
  • Urê-fomanđehit (UF) - một trong những nguyên tố amin, được sử dụng như một chất thay thế nhiều màu cho phenol: được sử dụng làm chất kết dính gỗ (cho ván ép, ván dăm, bìa cứng) và vỏ công tắc điện.
  • Polyete ete keton(PEEK) - nhựa nhiệt dẻo chịu nhiệt, bền với hóa chất và nhiệt, tương thích sinh học cho phép sử dụng trong các ứng dụng cấy ghép y tế, khuôn đúc hàng không vũ trụ. Là một trong những loại polyme thương mại đắt tiền nhất.
  • Maleimide / bismaleimide - được sử dụng trong vật liệu composite ở nhiệt độ cao
  • Polyetherimide (PEI) (Ultem) - một loại polyme ổn định về mặt hóa học ở nhiệt độ cao và không kết tinh
  • Polyimide - một loại nhựa nhiệt độ cao được sử dụng trong các vật liệu như băng Kapton
  • Vật liệu plastarch - nhựa nhiệt dẻo có thể phân hủy sinh học và chịu nhiệt được làm từ tinh bột ngô biến tính
  • Axit polylactic (PLA) - một loại nhựa nhiệt dẻo có thể phân hủy sinh học được chuyển đổi thành nhiều loại polyeste béo có nguồn gốc từ axit lactic, do đó có thể được tạo ra bằng cách lên men các sản phẩm nông nghiệp khác nhau như bột ngô, từng được làm từ các sản phẩm sữa
  • Furan - nhựa dựa trên rượu furfuryl được sử dụng trong cát đúc và vật liệu tổng hợp có nguồn gốc sinh học
  • Silicone poly (nhựa chịu nhiệt diketoenamine được sử dụng chủ yếu làm chất trám khe nhưng cũng được sử dụng cho các dụng cụ nấu ăn ở nhiệt độ cao và làm nhựa nền cho sơn công nghiệp
  • Polysulfone - nhựa có thể xử lý nóng chảy ở nhiệt độ cao được sử dụng trong màng, phương tiện lọc, ống nhúng máy nước nóng và các ứng dụng nhiệt độ cao khác
  • Polydiketoenamine (PDK) - một loại nhựa mới có thể ngâm trong axit và định hình lại vô tận, hiện đang được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.[6]

Lịch sử

Sự phát triển của chất dẻo bắt nguồn từ việc sử dụng các vật liệu nhựa tự nhiên (ví dụ: cao su tự nhiên) sang việc sử dụng các vật liệu tự nhiên, biến đổi về mặt hóa học (ví dụ: kẹo cao su, nitrocellulose, collagen, galalit) và cuối cùng là các phân tử tổng hợp hoàn toàn (ví dụ, bakelite, epoxy, polyvinyl chloride). Chất dẻo ban đầu là vật liệu có nguồn gốc sinh học như trứng và protein trong máu, là các polyme hữu cơ.

Năm 1600 TCN, người Trung Mỹ đã sử dụng cao su thiên nhiên làm banh, dây, và các bức tượng nhỏ.[7]. Sừng gia súc được xử lý được dùng làm cửa cho những chiếc lồng đèn thời Trung Cổ. Vật liệu mô phỏng các đặc tính của sừng được làm bằng cách xử lý protein sữa (casein) với dung dịch kiềm.

Vào thế kỷ 19, khi công nghiệp hóa học phát triển trong cuộc Cách mạng Công nghiệp, nhiều vật liệu đã được phát hiện. Sự phát triển của chất dẻo cũng tăng tốc khi Charles Goodyear phát hiện ra khả năng lưu hóa đối với vật liệu nhiệt rắn có nguồn gốc từ cao su tự nhiên.

Năm 1897, Wilhelm Krische, chủ cơ sở in ấn hàng loạt ở Hanover, Đức, được giao nhiệm vụ phát triển một giải pháp thay thế cho bảng đen.[4] Kết quả là chất dẻo giống sừng làm từ casein protein sữa được phát triển với sự hợp tác của nhà hóa học người Áo (Friedrich) Adolph Spitteler (1846–1940). Kết quả cuối cùng là không phù hợp với mục đích ban đầu.[8] Vào năm 1893, nhà hóa học người Pháp Auguste Trillat đã khám phá ra phương pháp để làm mất hòa tan casein bằng cách ngâm trong formaldehyde, tạo ra vật liệu được bán trên thị trường là galalith.[4]

Chất dẻo đầu tiên được làm ra vào năm 1838 là vinyl chloride. Tiếp theo đó là chất styrene vào năm 1839, acrylic vào năm 1843 và polyeste vào năm 1847. Năm 1869, trong khi tìm kiếm một chất thay thế cho ngà voi, nhà phát minh John Hyatt đã phát hiện ra celluloid với đặc điểm dai và dễ uốn. Chất này đã mở đầu cho cuộc đột phá trong việc triển khai chất tổng hợp mới.[9]

Tuy nhiên, chất dẻo được phát triển mạnh nhất bởi nhà hóa học người Mỹ Leo Baekeland, ông đã khám phá ra phenol formaldehyd vào năm 1909. Chất này có thể đổ khuôn thành bất kỳ hình dạng nào và có giá thành rẻ để sản xuất. Sản phẩm này được Baekeland gọi là Bakelite, là chất tổng hợp đầu tiên được sản xuất với số lượng lớn để sử dụng một cách rộng rãi.[9]

Năm 1933, polyethylene được các nhà nghiên cứu của Imperial Chemical Industries (ICI) gồm Reginald Gibson và Eric Fawcett phát hiện.[7]

Sau chiến tranh thế giới thứ nhất, những cải tiến về công nghệ hóa học đã dẫn đến sự bùng nổ các dạng chất dẻo mới; việc sản xuất hàng loạt đã bắt đầu vào khoảng thập niên 1940 và 1950.[10] Polypropylene được Giulio Natta tìm thấy vào năm 1954 và bắt đầu được sản xuất vào năm 1957.[7] Trong số những mẫu chất dẻo dầu tiên dạng polymer mới phải kể đến là polystyrene (PS)được BASF sản xuất đầu tiên trong thập niên 1930,[7] và polyvinyl chloride (PVC), được tạo ra năm 1872 nhưng được sản xuất thương mại vào cuối thập niên 1920.[7] Năm 1954, polystyrene giãn nở (được dùng làm tấm cách nhiệt, đóng gói, và ly tách...) được Dow Chemical phát minh.[7] Việc phát hiện ra Polyethylene terephthalat (PET) đã tạo ra nhiều ứng dụng của Calico Printers' Association ở Liên hiệp Anh vào năm 1941; nó được cấp phép cho DuPont ở U.S.A và một số quốc gia khác, và là một trong số ít chất dẻo thích hợp cho việc thay thế thủy tinh trong nhiều trường hợp, tạo ra nhiều ứng dụng về chai nhựa ở E.U [7]

Parkesine

Bài chi tiết: Parkesine

Chất dẻo parkesine được cấp bằng sách chế cho Alexander Parkes, ở Birmingham, UK năm 1856.[11] Nó đã được công bố tại Triển lãm quốc tế năm 1862 ở Luân Đôn.[12] Parkesine đã giành được huy chương đồng trong hội chợ thế giới năm 1862 ở Luân Đôn (Anh). Parkesine được làm từ cellulose (thành phần chính của thành tế bào thực vật) được xử lý bằng dung môi axit nitric. Sản phẩm đầu ra của quá trình này (thường được gọi là cellulose nitrat hay pyroxilin) có thể hoàn tan trong cồn và được hóa cứng thành loại vật liệu trong suốt và đàn hồi có thể đúc được khi đun nóng.[13] Khi được nhuộm vào màu nó có thể tạo thành dạng giống như Ngà voi.

Công nghiệp nhựa

Xem thêm: Công nghiệp hoá chất và Công nghiệp nhựa

Sản xuất nhựa là một phần quan trọng của ngành công nghiệp hóa chất, và một số công ty hóa chất lớn nhất thế giới đã tham gia từ những ngày đầu tiên, chẳng hạn như các công ty hàng đầu trong ngành BASF và Dow Chemical.

Năm 2014, doanh thu của năm mươi công ty hàng đầu lên tới 961.300.000.000 USD.[14] Tổng cộng các công ty đến từ mười tám quốc gia, với hơn một nửa số công ty trong danh sách có trụ sở chính tại Mỹ. Nhiều trong số năm mươi công ty nhựa hàng đầu chỉ tập trung ở ba quốc gia:

BASF là nhà sản xuất hóa chất lớn nhất thế giới trong chín năm liên tiếp.[14]

Các hiệp hội thương mại đại diện cho ngành công nghiệp ở Hoa Kỳ bao gồm Hội đồng Hóa học Hoa Kỳ.

Tiêu chuẩn công nghiệp

Nhiều đặc tính của chất dẻo được xác định bởi các tiêu chuẩn do ISO quy định, chẳng hạn như:

Nhiều thuộc tính của nhựa được xác định bởi Tiêu chuẩn UL, các thử nghiệm do Phòng thí nghiệm bảo hiểm (UL) chỉ định, chẳng hạn như:

  • Tính dễ cháy - UL94
  • Tỷ lệ theo dõi hồ quang điện áp cao - UL746A
  • Chỉ số theo dõi so sánh

Phụ gia

Hầu hết chất dẻo chứa các chất hữu cơ hoặc hợp chất vô cơ khác. Số lượng chất phụ gia từ 0% đối với các polymer dùng trong thực phẩm đến hơn 50% dùng trong các ứng dụng điện tử. Thành phần chất phụ gia trung bình khoảng 20% theo khối lượng polymer. Một số chất độn có độ hoạt động cao hơn và được gọi là các tăng độ bền. Nhiều tranh cãi liên quan đến nhựa được kết hợp với phụ gia.[15] Các hợp chất gốc hữu cơ đặc biệt độc hại.[16]

Các chất phụ gia điển hình bao gồm

Chất ổn định

Chất ổn định polyme kéo dài tuổi thọ của polyme bằng cách ngăn chặn sự xuống cấp do tia UV, quá trình oxy hóa và các hiện tượng khác. Các chất ổn định điển hình hấp thụ tia UV hoặc hoạt động như chất chống oxy hóa.

Chất làm đầy

Nhiều loại nhựa có chứa chất độn để cải thiện hiệu suất hoặc giảm chi phí sản xuất.[17] Thông thường, chất độn có nguồn gốc khoáng chất, ví dụ như phấn. Các chất độn khác bao gồm: tinh bột, cellulose, bột gỗ, bụi ngà và oxit kẽm.

  • Hầu hết các chất độn là vật liệu tương đối trơ và rẻ tiền, làm cho sản phẩm rẻ hơn theo trọng lượng.
  • Phụ gia ổn định bao gồm chất làm chậm cháy, để giảm khả năng bắt lửa của vật liệu.
  • Một số chất độn có hoạt tính hóa học cao hơn và được gọi là: chất gia cố.[18]

Chất hóa dẻo

Vì có nhiều loại polyme hữu cơ quá cứng trong một số ứng dụng đặc biệt chúng phải được trộn với các chất tạo dẻo (nhóm phụ gia lớn nhất[19]) là các hợp chất gốc dầu dùng để cải thiện tính lưu biến,

Phẩm màu

Phẩm màu là các chất phụ gia phổ biến mặc dù trọng lượng của chúng chiếm tỉ lệ nhỏ

Độc tính

Nhựa nguyên chất không độc hại vì khó tan trong nước và có trọng lượng phân tử lớn. Tuy nhiên, các sản phẩm nhựa thường chứa nhiều chất phụ gia, một số trong đó có thể độc hại.[20] Ví dụ, chất làm dẻo như adipat và phthalate thường được thêm vào nhựa giòn như polyvinyl chloride để sử dụng trong bao bì thực phẩm, đồ chơi và nhiều mặt hàng khác. Các hợp chất này có thể rò rỉ ra khỏi sản phẩm. Do lo ngại về ảnh hưởng của các chất rò rỉ như vậy, Liên minh Châu Âu đã hạn chế việc sử dụng DEHP (di-2-ethylhexyl phthalate) và các phthalate khác trong một số ứng dụng và Hoa Kỳ đã hạn chế việc sử dụng DEHP, DPB, BBP, DINP, DIDP và DnOP trong các bài viết về đồ chơi trẻ em và chăm sóc trẻ em với Đạo luật Cải thiện An toàn Sản phẩm Tiêu dùng.[19][21]

Bisphenol A (BPA)

Bisphenol A (BPA) là một chất hóa học có thể rò rỉ từ các sản phẩm nhựa như lon, chất trám răng và bình sữa.[21][22] BPA có thể gây ra các tác động xấu đến sức khỏe, bao gồm tăng cân, kháng insulin và viêm[23]. Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đang chi 30 triệu đô la để điều tra mối liên hệ có thể giữa BPA và ung thư.[24][25][26]

Tác động môi trường

Tái chế

Tái chế nhựa là quá trình chuyển đổi rác thải nhựa thành các sản phẩm mới.[27][28][29] Tái chế nhựa có nhiều lợi ích cho môi trường như giảm phụ thuộc vào bãi chôn lấp, bảo tồn tài nguyên, bảo vệ môi trường khỏi ô nhiễm nhựa và khí nhà kính.[30][31] Tuy nhiên, tỷ lệ tái chế nhựa trên thế giới vẫn còn thấp. Năm 2015, thế giới đã sản xuất khoảng 6,3 tỷ tấn rác thải nhựa, nhưng chỉ có 9% trong số đó được tái chế.[32] Ngoài ra, 12% rác thải nhựa được thiêu hủy và 79% còn lại được đưa đến bãi chôn lấp hoặc thải ra môi trường, bao gồm cả đại dương.[32]

Gần như tất cả nhựa đều không thể phân hủy sinh học và nếu không được tái chế, chúng sẽ lan tràn khắp môi trường.[33][34] Theo báo cáo của Tổ chức Quốc tế về Bảo tồn thiên nhiên (WWF), tính đến năm 2015, mỗi năm ước tính có khoảng 8 triệu tấn rác thải nhựa đổ vào đại dương, phá hủy hệ sinh thái và tạo thành các bãi rác khổng lồ trên biển. Con số này tương đương với 20 túi rác nhựa cho mỗi mét bờ biển trên thế giới.[35] Việc xả rác thải nhựa ra biển đang gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. Rác thải nhựa có thể làm tắc nghẽn đường hô hấp của các loài sinh vật biển, gây ra tình trạng chết đuối, thậm chí có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn và gây hại cho sức khỏe con người.[36][37]

Tái chế nhựa là một giải pháp xử lý rác thải nhựa, nhưng nó không phải là giải pháp ưu tiên hàng đầu. Ý tưởng này đã được đề xuất từ đầu những năm 1970,[38] nhưng do những thách thức về kinh tế và kỹ thuật, nó không thể tác động đáng kể đến vấn đề rác thải nhựa cho đến cuối những năm 1980. Ngành công nghiệp nhựa đã bị chỉ trích vì việc vận động mở rộng các chương trình tái chế, ngay cả khi nghiên cứu cho thấy hầu hết nhựa không thể được tái chế một cách hiệu quả về mặt kinh tế.[39][40]

Vi hạt nhựa

Vi hạt nhựa là những mảnh vỡ nhựa có kích thước nhỏ hơn 5 mm.[41][42] Chúng được tìm thấy trong nhiều môi trường khác nhau, bao gồm đại dương, đất và không khí.[43][44][45][46] Vi hạt nhựa có thể được tạo ra từ các nguồn tự nhiên, chẳng hạn như sự phân hủy của các sản phẩm nhựa, hoặc từ các nguồn nhân tạo, chẳng hạn như mỹ phẩm, quần áo và bao bì thực phẩm.[41][47][48]

Phân hủy nhựa

Nhựa có thể phân hủy theo nhiều cách khác nhau, nhưng tốc độ phân hủy của nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm cấu trúc hóa học của nhựa, môi trường phân hủy và khối lượng nhựa trong môi trường đó.[49][50] Trong môi trường biển, nhựa phân hủy chậm hơn so với các môi trường khác do nước mặn và nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây cho thấy nhựa trong đại dương có thể phân hủy nhanh hơn suy nghĩ trước đây. Điều này là do tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, mưa và các tác nhân môi trường khác. Tuy nhiên, tốc độ phân hủy đã chậm lại do lượng nhựa trong đại dương tăng lên.[51] Hiệp hội Bảo tồn Biển đã ước tính tốc độ phân hủy của một số sản phẩm nhựa. Một cốc nhựa xốp có thể mất 50 năm, một giá đỡ đồ uống bằng nhựa mất 400 năm, một tã dùng một lần mất 450 năm và dây câu mất 600 năm để phân hủy hoàn toàn.[52]

Xem thêm

Xem thêm

Chú thích

  1. ^ Life cycle of a plastic product Lưu trữ 2010-03-17 tại Wayback Machine. Americanchemistry.com. Truy cập 2011-07-01.
  2. ^ Environment, U. N. (21 tháng 10 năm 2021). “Drowning in Plastics – Marine Litter and Plastic Waste Vital Graphics”. UNEP - UN Environment Programme (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 21 tháng 3 năm 2022.
  3. ^ “The environmental impacts of plastics and micro-plastics use, waste and pollution: EU and national measures” (PDF). europarl.europa.eu. tháng 10 năm 2020.
  4. ^ a b c Christel Trimborn (August 2004). "Jewelry Stone Make of Milk". GZ Art+Design. Truy cập 2010-05-17.
  5. ^ “Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012)” (PDF). Pure and Applied Chemistry. 84 (2): 377–410. 2012. doi:10.1351/PAC-REC-10-12-04. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 19 tháng 3 năm 2015. Truy cập ngày 1 tháng 1 năm 2014.
  6. ^ "Scientists could have finally created the 'holy grail' of plastic". The Independent. 2019-05-09. Truy cập 2019-05-10.
  7. ^ a b c d e f g Andrady AL, Neal MA (2009). “Applications and societal benefits of plastics”. Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 364 (1526): 1977–84. doi:10.1098/rstb.2008.0304. PMC 2873019. PMID 19528050.
  8. ^ Missing or empty |url= (help)
  9. ^ a b Thục Anh (2004). Những câu hỏi khi nào?. Thành phố Hồ Chí Minh: Nhà xuất bản Trẻ. tr. 6.
  10. ^ Thompson RC, Swan SH, Moore CJ, vom Saal FS (tháng 7 năm 2009). “Our plastic age”. Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 364 (1526): 1973–6. doi:10.1098/rstb.2009.0054. PMC 2874019. PMID 19528049.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  11. ^ UK Patent office (1857). Patents for inventions. UK Patent office. tr. 255.
  12. ^ Stephen Fenichell, Plastic: The Making of a Synthetic Century, HarperBusiness, 1996, ISBN 0-88730-732-9 p. 17
  13. ^ “Dictionary – Definition of celluloid”. Websters-online-dictionary.org. Bản gốc lưu trữ ngày 11 tháng 12 năm 2009. Truy cập ngày 26 tháng 10 năm 2011.
  14. ^ a b Tullo, Alexander H. (ngày 27 tháng 7 năm 2015). "Global Top 50 Chemical Companies". Chemical & Engineering News. American Chemical Society. Truy cập ngày 27 tháng 10 năm 2015.
  15. ^ Hans-Georg Elias "Plastics, General Survey" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a20_543
  16. ^ Teuten EL, Saquing JM, Knappe DR (tháng 7 năm 2009). “Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife”. Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 364 (1526): 2027–45. doi:10.1098/rstb.2008.0284. PMC 2873017. PMID 19528054.
  17. ^ Kulshreshtha, A. K.; Vasile, Cornelia (2002). Handbook of Polymer Blends and Composites. iSmithers Rapra Publishing. ISBN 978-1-85957-249-8.
  18. ^ Seymour, Raymond Benedict; Deaning, Rudolph D. (1987). History of Polymeric Composites. VSP. p. 374.
  19. ^ a b Teuten EL, Saquing JM, Knappe DR (2009). “Transport and release of chemicals from plastics to the environment and to wildlife”. Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 364 (1526): 2027–45. doi:10.1098/rstb.2008.0284. PMC 2873017. PMID 19528054.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  20. ^ Hahladakis JN, Velis CA, Weber R, Iacovidou E, Purnell P (tháng 2 năm 2018). “An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling”. Journal of Hazardous Materials. 344: 179–199. doi:10.1016/j.jhazmat.2017.10.014. PMID 29035713.Ấn phẩm cho phép truy cập mở - đọc miễn phí
  21. ^ a b McRandle PW (March–April 2004). “Plastic Water Bottles”. National Geographic. Truy cập ngày 13 tháng 11 năm 2007.
  22. ^ Yang CZ, Yaniger SI, Jordan VC, Klein DJ, Bittner GD (tháng 7 năm 2011). “Most plastic products release estrogenic chemicals: a potential health problem that can be solved”. Environmental Health Perspectives. 119 (7): 989–96. doi:10.1289/ehp.1003220. PMC 3222987. PMID 21367689.
  23. ^ Rubin BS, Murray MK, Damassa DA, King JC, Soto AM (tháng 7 năm 2001). “Perinatal exposure to low doses of bisphenol A affects body weight, patterns of estrous cyclicity, and plasma LH levels”. Environmental Health Perspectives. 109 (7): 675–80. doi:10.2307/3454783. JSTOR 3454783. PMC 1240370. PMID 11485865.
  24. ^ Alonso-Magdalena P, Morimoto S, Ripoll C, Fuentes E, Nadal A (tháng 1 năm 2006). “The estrogenic effect of bisphenol A disrupts pancreatic beta-cell function in vivo and induces insulin resistance”. Environmental Health Perspectives. 114 (1): 106–12. doi:10.1289/ehp.8451. PMC 1332664. PMID 16393666. Bản gốc lưu trữ ngày 19 tháng 1 năm 2009.
  25. ^ Zajac A (16 tháng 1 năm 2010). “FDA Issues BPA Guidelines”. Los Angeles Times (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 29 tháng 7 năm 2021.
  26. ^ McCormick LW (30 tháng 10 năm 2009). “More Kids' Products Found Containing Unsafe Chemicals”. ConsumerAffairs.com.
  27. ^ Al-Salem, S.M.; Lettieri, P.; Baeyens, J. (tháng 10 năm 2009). “Recycling and recovery routes of plastic solid waste (PSW): A review”. Waste Management. 29 (10): 2625–2643. Bibcode:2009WaMan..29.2625A. doi:10.1016/j.wasman.2009.06.004. PMID 19577459.
  28. ^ Ignatyev, I.A.; Thielemans, W.; Beke, B. Vander (2014). “Recycling of Polymers: A Review”. ChemSusChem. 7 (6): 1579–1593. doi:10.1002/cssc.201300898. PMID 24811748.
  29. ^ Lazarevic, David; Aoustin, Emmanuelle; Buclet, Nicolas; Brandt, Nils (tháng 12 năm 2010). “Plastic waste management in the context of a European recycling society: Comparing results and uncertainties in a life cycle perspective”. Resources, Conservation and Recycling. 55 (2): 246–259. doi:10.1016/j.resconrec.2010.09.014.
  30. ^ Hopewell, Jefferson; Dvorak, Robert; Kosior, Edward (27 tháng 7 năm 2009). “Plastics recycling: challenges and opportunities”. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 364 (1526): 2115–2126. doi:10.1098/rstb.2008.0311. PMC 2873020. PMID 19528059.
  31. ^ Lange, Jean-Paul (12 tháng 11 năm 2021). “Managing Plastic Waste─Sorting, Recycling, Disposal, and Product Redesign”. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 9 (47): 15722–15738. doi:10.1021/acssuschemeng.1c05013.
  32. ^ a b Geyer, Roland; Jambeck, Jenna R.; Law, Kara Lavender (tháng 7 năm 2017). “Production, use, and fate of all plastics ever made”. Science Advances. 3 (7): e1700782. Bibcode:2017SciA....3E0782G. doi:10.1126/sciadv.1700782. PMC 5517107. PMID 28776036.
  33. ^ Andrady, Anthony L. (tháng 2 năm 1994). “Assessment of Environmental Biodegradation of Synthetic Polymers”. Journal of Macromolecular Science, Part C: Polymer Reviews. 34 (1): 25–76. doi:10.1080/15321799408009632.
  34. ^ Ahmed, Temoor; Shahid, Muhammad; Azeem, Farrukh; Rasul, Ijaz; Shah, Asad Ali; Noman, Muhammad; Hameed, Amir; Manzoor, Natasha; Manzoor, Irfan; Muhammad, Sher (tháng 3 năm 2018). “Biodegradation of plastics: current scenario and future prospects for environmental safety”. Environmental Science and Pollution Research. 25 (8): 7287–7298. doi:10.1007/s11356-018-1234-9. PMID 29332271. S2CID 3962436.
  35. ^ Jambeck, Jenna, Science 13 February 2015: Vol. 347 no. 6223; và đồng nghiệp (2015). “Plastic waste inputs from land into the ocean”. Science. 347 (6223): 768–771. Bibcode:2015Sci...347..768J. doi:10.1126/science.1260352. PMID 25678662. S2CID 206562155.
  36. ^ Paul, Andrew (8 tháng 5 năm 2023). “Recycling plants spew a staggering amount of microplastics”. Popular Science (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 8 tháng 5 năm 2023.
  37. ^ Brown, Erina; MacDonald, Anna; Allen, Steve; Allen, Deonie (1 tháng 5 năm 2023). “The potential for a plastic recycling facility to release microplastic pollution and possible filtration remediation effectiveness”. Journal of Hazardous Materials Advances (bằng tiếng Anh). 10: 100309. doi:10.1016/j.hazadv.2023.100309. ISSN 2772-4166. S2CID 258457895.
  38. ^ Huffman, George L.; Keller, Daniel J. (1973). “The Plastics Issue”. Polymers and Ecological Problems. tr. 155–167. doi:10.1007/978-1-4684-0871-3_10. ISBN 978-1-4684-0873-7.
  39. ^ National Public Radio, 12 September 2020 "How Big Oil Misled The Public Into Believing Plastic Would Be Recycled"
  40. ^ PBS, Frontline, 31 March 2020, "Plastics Industry Insiders Reveal the Truth About Recycling"
  41. ^ a b Ghosh, Shampa; Sinha, Jitendra Kumar; Ghosh, Soumya; Vashisth, Kshitij; Han, Sungsoo; Bhaskar, Rakesh (tháng 1 năm 2023). “Microplastics as an Emerging Threat to the Global Environment and Human Health”. Sustainability (bằng tiếng Anh). 15 (14): 10821. doi:10.3390/su151410821. ISSN 2071-1050.
  42. ^ Chamas, Ali; Moon, Hyunjin; Zheng, Jiajia; Qiu, Yang; Tabassum, Tarnuma; Jang, Jun Hee; Abu-Omar, Mahdi; Scott, Susannah L.; Suh, Sangwon (2020). “Degradation Rates of Plastics in the Environment”. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 8 (9): 3494–3511. doi:10.1021/acssuschemeng.9b06635.
  43. ^ Collignon, Amandine; Hecq, Jean-Henri; Galgani, François; Collard, France; Goffart, Anne (2014). “Annual variation in neustonic micro- and meso-plastic particles and zooplankton in the Bay of Calvi (Mediterranean–Corsica)” (PDF). Marine Pollution Bulletin. 79 (1–2): 293–298. Bibcode:2014MarPB..79..293C. doi:10.1016/j.marpolbul.2013.11.023. PMID 24360334. Lưu trữ (PDF) bản gốc ngày 20 tháng 9 năm 2021. Truy cập ngày 6 tháng 2 năm 2019.
  44. ^ Cole, Matthew; Lindeque, Pennie; Fileman, Elaine; Halsband, Claudia; Goodhead, Rhys; Moger, Julian; Galloway, Tamara S. (2013). “Tấm nhựa lấy sáng polycarbonate”. Environmental Science & Technology. 47 (12): 6646–6655. Bibcode:2013EnST...47.6646C. doi:10.1021/es400663f. hdl:10871/19651. PMID 23692270. Truy cập ngày 29 tháng 9 năm 2023.
  45. ^ European Chemicals Agency. “Restricting the use of intentionally added microplastic particles to consumer or professional use products of any kind”. ECHA. European Commission. Lưu trữ bản gốc ngày 15 tháng 1 năm 2022. Truy cập ngày 8 tháng 9 năm 2020.
  46. ^ Arthur, Courtney; Baker, Joel; Bamford, Holly (2009). “Proceedings of the International Research Workshop on the Occurrence, Effects and Fate of Microplastic Marine Debris” (PDF). NOAA Technical Memorandum. Lưu trữ (PDF) bản gốc ngày 28 tháng 4 năm 2021. Truy cập ngày 25 tháng 10 năm 2018.
  47. ^ Ghosh, Shampa; Sinha, Jitendra Kumar; Ghosh, Soumya; Vashisth, Kshitij; Han, Sungsoo; Bhaskar, Rakesh (tháng 6 năm 2023). “Microplastics as an Emerging Threat to the Global Environment and Human Health”. Sustainability (bằng tiếng Anh). 15 (14): 10821. doi:10.3390/su151410821. ISSN 2071-1050.
  48. ^ “Plastic free July: How to stop accidentally consuming plastic particles from packaging”. Stuff (bằng tiếng Anh). 11 tháng 7 năm 2019. Lưu trữ bản gốc ngày 4 tháng 11 năm 2021. Truy cập ngày 13 tháng 4 năm 2021.
  49. ^ Barnes DK, Galgani F, Thompson RC, Barlaz M (tháng 7 năm 2009). “Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 364 (1526): 1985–98. doi:10.1098/rstb.2008.0205. PMC 2873009. PMID 19528051.
  50. ^ Leslie, Heather A.; van Velzena, Martin J.M.; Brandsmaa, Sicco H.; Vethaakab, A. Dick; Garcia-Vallejoc, Juan J.; Lamoree, Maria H. (2022). “Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood”. Environment International. 1 (3): 117. doi:10.1016/j.envint.2022.107199. ISSN 0160-4120. PMID 35367073. S2CID 247688966.
  51. ^ American Chemical Society. “Plastics In Oceans Decompose, Release Hazardous Chemicals, Surprising New Study Says”. Science Daily. Truy cập ngày 15 tháng 3 năm 2015.
  52. ^ Le Guern C (tháng 3 năm 2018). “When The Mermaids Cry: The Great Plastic Tide”. Coastal Care. Lưu trữ bản gốc ngày 5 tháng 4 năm 2018. Truy cập ngày 10 tháng 11 năm 2018.