Phương pháp đột phá trong tái chế nhựa đa lớp

Các nhà khoa học phát triển thành công một quy trình tái chế dựa trên dung môi, hứa hẹn có thể cắt giảm hàng triệu tấn rác thải nhựa.

Vật liệu nhựa nhiều lớp được sử dụng rất phổ biến trong sản xuất bao bì thực phẩm nhờ đặc tính chịu nhiệt tốt cùng khả năng kiểm soát oxy và độ ẩm. Tuy nhiên, mặt trái của loại nhựa này là nó không thể được tái chế bằng các phương pháp thông thường.

Ước tính có tới 100 triệu tấn nhựa dẻo nhiều lớp được sản xuất trên toàn thế giới mỗi năm. Hầu hết trong số đó cuối cùng bị thải ra bãi chôn lấp hoặc đưa tới lò đốt sau khi sử dụng, do không có cách nào để tách các lớp polymer cho mục đích tái chế (nhựa đa lớp thường được cấu thành bởi 12 lớp polymer khác nhau).

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science Advances vào hôm 20/11, các kỹ sư từ Đại học Wisconsin-Madison (UW-Madison) của Mỹ cho biết đã phát triển thành công một phương pháp tái chế mới cho phép tách polymer trong nhựa đa lớp bằng một quy trình dựa trên dung môi hòa tan. Kỹ thuật được gọi là STRAP.

Mô phỏng quy trình tái chế nhựa đa lớp bằng dung môi hòa tan. (Ảnh: Alex K. Chew).

George Huber và Reid Van Lehn, hai giáo sư kỹ thuật hóa học và sinh học của UW-Madison, đã kết hợp một loạt dung môi với tính toán nhiệt động học về khả năng hòa tan polymer để tái chế các loại nhựa đa lớp phổ biến hiện nay như polyethylene (PE), ethylene vinyl alcohol (EVOH) và polyethylene terephthalatet (PET). Kết quả cho thấy polymer được tách ra vẫn giữ được những đặc điểm hóa học tương đồng với vật liệu polyme dùng để tạo màng ban đầu.

Nhóm nghiên cứu tin rằng phương pháp mới có thể giúp thu hồi tới 40% chất thải nhựa trong sản xuất bao bì. "Chúng tôi muốn thử STRAP với nhiều loại nhựa đa lớp khác và hy vọng có thể mở rộng quy trình công nghệ này", Huber chia sẻ.

Khi độ phức tạp của nhựa đa lớp tăng lên, việc xác định dung môi có thể hòa tan từng lớp polymer sẽ khó khăn hơn. Mục tiêu cuối cùng của nhóm nghiên cứu là phát triển một hệ thống tính toán cho phép kết hợp dung môi để tái chế tất cả các loại nhựa nhiều lớp hiện nay.

Huber và Van Lehn cũng muốn xem xét thêm về tác động lên môi trường của các dung môi mà họ sử dụng để thiết lập cơ sở dữ liệu về "dung môi xanh", cho phép cân bằng giữa hiệu quả, chi phí và tác động môi trường của các loại dung môi khác nhau.