Chuyên đê TÔNG QUAN ĐANH GIA VÊ QUA TRINH PHÂN HUY

TRONG MÔI TRƯƠNG CUA POLYOLEFIN, CAC PHU GIA XUC

TIÊN QUA TRINH PHÂN HUY SINH HOC VA QUA TRINH PHÂN

HUY SINH HOC CUA CHÂT DEO

1. Đăt vân đê

Nhưa tông hơp đươc sư dung rông rai tư nhưng năm 1940 thay thê

cho vât liêu thuy tinh, gô, va cac loai vât liêu thuôc linh vưc xây dưng. Đươc

dung chu yêu trong cac ưng dung công nghiêp, gia dung, thương mai va môi

trương. Nhưng ưng dung rông rai nay không chi do nhưng tinh chât cơ, nhiêt

thuân lơi ma chung con bên va ôn đinh trong qua trinh sư dung. Thai bo cua

chung tich tu ngay cang nhiêu trong môi trương lam tăng chi phi xư ly rac

thai răn cung như nhưng môi nguy hiêm tiêm ân tư viêc thiêu huy chât thai.

Vân đê môi trương vơi thai nhưa la chung không phân huy thanh cac chât vô

hai, phân huy rât châm trong môi trương tư nhiên va la chât thai tôn tai lâu

dai. Cac phương phap cai thiên kha năng phân huy cua nhưa la : nâng cao

kha năng phân huy sinh hoc cua nhưa băng cach trôn hơp nhưa vơi cac

polyme tư nhiên co kha năng phân huy sinh hoc như tinh bôt, cellulozo,

lignin…; trôn hơp cac phu gia xuc tiên qua trinh oxi hoa đê chung co thê dê

dang bi pha huy; tach va cai thiên cac vi sinh vât đê co thê pha huy hiêu qua

cac polyme đo.

2. Phương phap tiên hanh

- Thu thâp, mua tai liêu, bai bao nghiên cưu vê qua trinh phân huy trong môi

trương, cac phu gia xuc tiên qua trinh phân huy sinh hoc cua nhưa.

- Dich tai liêu, viêt tông quan, đanh gia vê qua trinh sư dung cac phu gia xuc

tiên qua trinh oxi hoa, tư đo đưa ra nhom phu gia thich hơp sư dung cho

nhưa phê phâm đê tăng qua trinh phân huy sinh hoc cua nhưa.

3. Nôi dung nghiên cưu va kêt qua đat đươc

3.1. Phân huy trong môi trương cua polyolefin

Qua trinh phân huy polyolefin xuât hiên do sư đưt gay cac liên kêt

trong mach chinh va liên kêt biên cua polyme. kiêu phân huy cua polyme

thay đôi phu thuôc vao điêu kiên môi trương ma polyme đươc sư dung, qua

trinh san xuât cung như câu truc cua polyme. theo nhiêu tai liêu, cac qua

trinh phân huy ma polyme co thê trai qua bao gôm: phân huy quang, phân

huy nhiêt, phân huy hoa hoc, phân huy cơ va phân huy sinh hoc.

3.1.1. Phân huy sinh hoc

Phân huy sinh hoc đươc đinh nghia la qua trinh xay ra do hoat đông

cua cac enzym đươc sinh ra bơi cac hoat đông sông cua vi sinh vât (vi

khuân, nâm…) dân đên pha huy câu truc hoa hoc. Đâu tiên kha năng phân

huy sinh hoc phu thuôc sư hinh thanh mang sinh hoc, đươc đinh hiêu như la

môt lơp phu cua vi sinh vât va tiêt ra lơp polysaccharit lên bê măt cua

polyme. điêu nay đươc theo sau bơi sư pha vơ phân tư polyme tao thanh cac

oligomer phân tư thâp hơn va sau đo dê dang bi đông hoa bơi cac vi khuân.

Qua trinh phân huy dân đên hinh thanh CO2 va nươc.

Qua trinh phân huy sinh hoc theo thơi gian noi chung cua polyme

đươc trinh bay dươi hinh 1. vât liêu polyme nha vao môi trương co thê chiu

tac đông cua phân huy vât ly, hoa hoc va sinh hoc hoăc kêt hơp tât ca cac

qua trinh trên dân đên sư xuât hiên cua hơi âm, khi, nhiêt đô, anh sang (phân

huy quang), bưc xa năng lương cao (UV, tia γ) hoăc vi sinh vât (vi khuân

hoăc nâm). Mưc đô pha huy ly va hoa la cao hơn so vơi phân huy sinh hoc.

Ngoai ra, sư pha huy vât ly va hoa hoc lam cho qua trinh phân huy bơi vi

khuân diên ra dê dang hơn va hoan thanh bươc cuôi cung cua qua trinh pha

huy cua vât liêu.

Sư phân huy sinh hoc cua nhưa co thê xay ra theo hai cơ chê khac

nhau: hydro-biodegradation (trôn hơp nhưa vơi cac polyme phân huy sinh

hoc co nguôn gôc tư nhiên va tông hơp) va oxo-biodegradation (trôn hơp

nhưa vơi cac chât co kha năng oxi hoa như vơi muôi cua cac kim loai

chuyên tiêp- hay goi la prooxidant) [9]. Cac dang quan trong nhiêu hơn la

cac polyme co kha năng thuy phân tư nhiên như cellulozo, tinh bôt va

polyeste. Ngươc lai cac polyme tư nhiên chiêm ưu thê kem hơn như cao su

va lignin. Lignin thương yêu câu sư xuât hiên cua cac enzym đê khơi mao

cho phan ưng peroxit [10]. Cac polyme tông hơp không thuy phân trong điêu

kiên môi trương thương nhưng no đa hiên thi trong cac nghiên cưu đa đươc

thao luân răng sau khi cac kim loai chuyên tiêp xuc tac phan ưng peroxit

nhiêt, sư phân huy sinh hoc diên ra trong sư xuât hiên cua cac vi khuân ưa

nhiêt khac nhau. Kêt qua cho thây răng cac vi khuân pha huy lignin co hiêu

qua đăc biêt [11].

Trong tư nhiên, sư phân huy cua nhưa diên ra rât châm va la môt chưc

năng cua cac yêu tô môi trương như nhiêt đô, đô âm cua không khi va đô âm

trong polyme, pH va năng lương măt trơi; cac đăc tinh cua polyme va cac

yêu tô hoa sinh. nhưng loai nhưa kho phân huy nhât la polyolefin vi chung

co kha năng trông sư tân công cua vi khuân, do sư không co măt cua cac

nhom chưc hoat đông

Cac yêu tô anh hương đên sư phân huy sinh hoc cua polyolefin bao

gôm

- thiêu cac nhom chưc hoat đông

- tinh ki nươc cao

- trong lương phân tư cao

- dang vât ly (cac dang mang, viên, bôt hoăc sơi)s

- sư phân bô cua cac vung tinh thê va vung vô đinh hinh

- câu truc cua polyme (chuôi tuyên tinh hoăc nhanh)

- thanh phân hoa hoc cua polyme (cac blend, sư co măt cua cac phu gia,

cac chât ôn đinh UV, chât chông oxi hoa)

- hôn hơp vi khuân trong môi trương

- đăc điêm cua vi khuân bao gôm kha năng cua chung san sinh ra bê

măt hoat tinh sinh hoc hoăc tinh chât ki nươc cua thanh tê bao vi

khuân

Cơ chê cua qua trinh phân huy sinh hoc polyolefin: cac polyolefin bao

gôm cac đơn vi methylene lăp đi lăp lai trong HDPE va LDPE, methyne

trong PP vơi môt trong lương phân tư rât cao, lên đên vai trăm hoăc vai

nghin dalton. Cac phu gia sư dung đê ôn đinh cho polyme cung lam châm

qua trinh phân huy. Ngoai ra, sư phân nhanh lam tăng kha năng bao boc cua

chuôi, trông lai sư tiêp cân va tân công cua vi khuân. Môt yêu tô gop phân

châm qua trinh phân huy sinh hoc cua nhưa la không co kha năng hoa tan

trong nươc. Kich thươc cua phân tư polyme la lơn; do đo vi sinh vât không

thê vân chuyên trưc tiêp vao cac tê bao.

Cac polyme khôi lương phân tư cao đươc pha huy đâu tiên thanh cac

oligome, môt sô co thê hoa tan trong nươc va sau đo chung tiêp tuc chia nho

thanh cac dang hưu cơ trung gian. Cac san phâm trung gian co thê la cac

axit, alcohol, keton…[1]. Cac san phâm sau cung cua sư pha huy nay la

CO2, H2O va cac sinh khôi dươi điêu kiên ưa khi. Cac vi sinh vât ki khi co

thê pha huy cac polyme dươi cac điêu kiên thiêu oxi. San phâm đâu tiên sau

đo la CO2, H2O, CH4 va sinh khôi dươi điêu kiên methanogenic hoăc H2S,

CO2 va H2O dươi điêu kiên sulfidogenic. Cac điêu kiên môi trương quyêt

dinh nhom cac vi sinh vât va con đương pha huy bao gôm. Qua trinh phân

huy cuôi cung cua cac polyme tông hơp co thê diên ra trong vai trăm năm.

Cac phu gia, chông oxi hoa va cac phu gia ôn đinh khac thêm vao cac

polyme thương mai co thê gây hai cho vi sinh vât hoăc lam châm ty lê pha

huy sinh hoc.[1]

Môt vai bao cao đa đươc công bô lam sang to cơ chê phân huy sinh

hoc cua cac polyolefin. Cơ chê phân quang cua PE đươc theo sau bơi sư

phân huy sinh hoc đươc đưa ra va kiêm tra. Trong phan ưng oxi hoa quang,

sư phân căt chu yêu xay ra ơ cac liên kêt yêu co năng lương liên kêt nho

(như C-H co năng lương liên kêt 98Kcal/mol va C-O co năng lương liên kêt

79 Kcal/mol). Điêu nay dân đên hinh thanh cac gôc tư do. sư phân tach xay

ra không chi do tiêp xuc vơi bưc xa UV va con do nhiêt, bưc xa ion hoa va

lưc cơ hoc. Cac gôc tư do nay sinh ra cso thê phan ưng vơi oxi không khi va

kich hoat phan ưng oxi hoa cac polyme. phan ưng nay tiêp tuc theo tưng

bươc san sinh ra cac nhom carbonyl, aldehit, peracid va cac axit. Hinh 1,

nhom carbonyl, nêu tiêp xuc môt lân nưa vơi tia cưc tim, co thê theo phan

ưng Norrish I va II sinh ra liên kêt đôi hoăc nhom este. Trong trương hơp

phân huy sinh hoc, cac vi khuân co thê đông hoa cac chât trung gian phi sinh

hoc, vi vây lam phưc tap san phâm pha huy tim thây trong môi trương. Ty lê

suy thoai la nhay vơi sô vi khuân, đô âm, nhiêt đô va oxi trong môi trương.

Nâng cao kha năng phân huy sinh hoc cua polyolefin: nhưng lô lưc

đươc thưc hiên đê nâng cao kha năng phân huy sinh hoc cua cac polyme

băng cach biên tinh polyme hoăc khơi mao qua trinh phân huy băng cach

sinh ra gôc tư do…ty lê phân huy sinh hoc co thê đươc nâng cao băng cac

cach sau.

- trôn hơp chung vơi cac polyme phân huy sinh hoc tư nhiên như tinh

bôt, cellulozo hoăc vơi cac polyme phân huy sinh hoc tông hơp như

poly lactic axit (PLA), polycaprolactum (PCL).

- Trôn hơp vơi cac prooxidant

- Tiên hanh tiên xư ly vơi nhiêt, UV, song viva, bưc xa năng lương cao

va cac phương phap hoa hoc

- Cô lâp va phat triên cac vi sinh vât co thê lam tăng hiêu qua pha huy

cac polyme đo

- Cai thiên sư găn cac vi sinh vât lên bê măt polyme . điêu nay co thê

đat đươc băng viêc sư dung cac nhom hoat đông bê măt hoăc gây ra

cac vi khuân đê san sinh chât hoat đông bê măt va

- Thông qua biên tinh di truyên cua vi sinh vât

3.1.2. Phân huy quang

Phân huy quang bao gôm xu hương tư nhiên cua hâu hêt cac polyme chiu

phan ưng tư tư vơi khi oxi trong sư xuât hiên cua anh sang măt trơi. Đăc

biêt nhom nhay quang se gia tôc xu hương tư nhiên nay. Cơ chê cua qua

trinh oxi hoa quang bao gôm sư hâp thu anh sang UV sau đo dân đên sinh

ra gôc tư do. qua trinh tư oxi hoa sau đo diên ra dân đên sư phân huy cuôi

cung cua nhưa.

khi tiêp xuc vơi phân mang năng lương cua anh sang măt trơi như bưc

xa tư ngoai hay cac bưc xa năng lương cao khac, polyme hay cac tap chât

trong polyme hâp thu bưc xa va gây ra cac phan ưng hoa hoc.

Giưa qua trinh phân huy cac tinh chât cơ ly cua nhiêu loai vât liêu chât

dẻo va sư tiêp xuc vơi bưc xa măt trơi co môi liên hê trưc tiêp (vơi chiêu dai

song 290-1400nm). Phân năng lương cao nhât bưc xa tư ngoai trong vung

290 va 400nm đươc hâp thu bơi chât dẻo dân tơi bẻ gay liên kêt va khư

trung hơp gây ra qua trinh phân huy quang hoc. Cac gôc tư do đươc tao

thanh theo cach nay co thê phan ưng vơi oxy trong khi quyên, tiêp tuc gây

phân huy mang chât dẻo, goi la qua trinh oxy hoa quang. Trong khi qua trinh

phân huy quang hoc co anh hương tơi toan bô mang chât dẻo (đôi vơi mang

trong) thi qua trinh oxy hoa quang chi co thê diên ra trong vung gân bê măt

do qua trinh oxy hoa bi han chê bơi sư khuêch tan cua oxy vao bên trong vât

liêu.

Cac chât khơi mao qua trinh phân huy quang hoc thương co măt trong

polyme trong qua trinh san xuât (như trung hơp), gia công (như ep đun) va

sư dung. Cac nhom co măt trong qua trinh san xuât thương la dư lương xuc

tac, cac nhom không no đươc tao thanh trong qua trinh trung hơp do chuyên

mach hay phân bô bât đôi xưng nhom cuôi mach phat triên, nhom cacbonyl

do tap chât CO trong monome va qua qua trinh oxy hoa. Cac chât nhay

quang khac cung co măt trong qua trinh gia công va sư dung la cac hơp chât

peoxit, san phâm chu yêu cua qua trinh oxy hoa nhiêt khi gia công, hoat

đông quang hoa rât cao va la cac chât khơi mao phan ưng quang, nhom

cacbonyl tao ra do oxy hoa nhiêt trong khi gia công, bao quan va tư qua trinh

oxy hoa quang khi sư dung, cac dang hoat đông cua oxy như ozon co măt

trong khi quyên va oxy nguyên tư co thê đươc sinh ra trong polyme do dâp

tăt cac phân tư bi kich thich bơi tia tư ngoai.

Tât cac cac tap chât đêu lam tăng qua trinh phân huy quang hoc hoăc

do hâp thu năng lương cua phô tư ngoai, hoăc la chât khơi mao cho phan

ưng oxy hoa quang (trong trương hơp nhom cacbonyl va nhom peoxit). Khi

cac tap chât nay co măt trong mang polyetylen, qua trinh phân huy quang

hoc diên ra theo 2 phân khac nhau:

- Oxy hoa quang lơp bên ngoai tiêp xuc trưc tiêp vơi oxy khi quyên va

diên ra nhanh chu yêu qua cac phan ưng oxy hoa mach gôc.

- Lơp bên trong không thê tiêp xuc vơi oxy khi quyên, sẽ phân huy

châm hơn qua cac phan ưng quang hoa cac gôc peoxy hay phan ưng cua cac

căp gôc.

Ảnh hương hoa hoc dê nhân thây nhât đôi vơi LDPE khi tiêp xuc la sư

hinh thanh cac nhom cacbonyl va vinyl, kèm theo sư suy giam tinh chât keo,

như đô dan dai khi đưt. Ca qua trinh ngăt mach va tao liên kêt ngang đêu

diên ra trong điêu kiên thơi tiêt tư nhiên va sư phân huy phân tư co thê diên

ra trong qua trinh gia công.

3.1.3. Phân huy nhiêt

Diên ra do sư dung hoăc gia công ơ nhiêt đô cao. Phân tư polyme chi bên ơ

môt khoang nhiêt đô tương đôi thâp, khoang tư 100-200 0C. ơ nhiêt đô cao

hơn nhiêt đô tơi han, qua trinh đưt gay diên ra vơi tân sô cao dân tơi pha huy

câu truc va tinh chât polyme. Tuy nhiên nhiêt đô tơi han thương cao hơn

400-6000C đê cung câp đu năng lương cho qua trinh bẻ gay liên kêt co năng

lương phân ly khoang 150-400kJ/mol ơ 250C. nhiêt đô tai cac vi tri polyme

tiêp xuc thương không vươt qua nhiêt đô tơi han nên bẻ gay liên kêt do phân

ly nhiêt không quan trong. Tuy nhiên, nhiêt đô cao co thê lam tăng manh tôc

đô cua nhiêu phan ưng hoa hoc như oxi hoa, bơi vây la môt cach gian tiêp

gây phân huy polyme.

3.1.4. Phân huy hoa hoc

cac hoa chât gây ăn mon như ozon hay lưu huỳnh trong hoa chât nông

nghiêp co thê tân công mach polyme lam đưt liên kêt hay gây ra qua trinh

oxy hoa. Cac polyme co chưa nhom chưc cung nhay vơi anh hương cua

nươc.

* Dung môi: Hâu hêt cac vât liêu nhiêt dẻo đêu tan trong môt sô dung

môi. Thông thương, giai đoan trương la băt đâu cua qua trinh hoa tan. Vât

liêu polyme co kha năng tao tinh thê, như LDPE, co xu hương bên tương tac

vât ly vơi dung môi. Qua trinh hoa tan bi can trơ bơi tương tac manh nôi

phân tư giưa cac đai phân tư. Chi khi cac tương tac nay không thăng đươc

qua trinh hoat hoa nhiêt, polyme sẽ trương va tan dân. Tuy nhiên, ngoai hoat

đông vât ly cua qua trinh hoa tan, dung môi cung co thê tân công hoa hoc

cac polyme đo. PE bên ơ nhiêt đô thương trong metanol, chi bên han chê

trong axeton va không thoa man đô bên trong cac hydrocacbon no, benzen,

cacbon disunfua va cacbon tetraclorua.

* Cac chât gây ô nhiêm trong môi trương: Cac chât gây nhiêm trong

không khi như NO, SO2, hydrocacbon va vât chât dang hat co thê thuc đây

qua trinh phân huy cua polyme, đăc biêt khi kêt hơp vơi ưng suât tac đông

vao. Polyetylen phan ưng vơi NO2 ơ nhiêt đô cao va qua trinh tân công hoa

hoc vân quan sat đươc thâm chi ơ 250C, co thê la do sư co măt cac tap chât

chưa liên kêt đôi đâu mach co kha năng phan ưng dê dang vơi NO2. Tương

tư như vây, SO2 rât hoat đông, đăc biêt khi co măt bưc xa tư ngoai, dê dang

hâp thu va hinh thanh SO2 bi kich thich triplet (3SO2*). Phân tư nay co kha

năng tach hydro tư mach polyme đê tao thanh cac gôc đai phân tư trong câu

truc polyme, tiêp tuc trai qua qua trinh khư trung hơp.

* Hoa chât nông nghiêp: Cac hoa chât nông nghiêp thương đươc sư dung la

hơp chât chưa halogen va lưu huỳnh. Cac hoa chât nay co thê lam han chê

thơi han sư dung cua mang che phu nha kinh LDPE. Thuôc trư sâu chưa lưu

huỳnh đăc biêt co hai va nông đô lưu huỳnh rât cao đa đươc phat hiên trong

mang LDPE sau khi sư dung thuôc trư sâu [8]. Đăc biêt anh hương cua viêc

tiêp xuc vơi hơi hoa chât nông nghiêp cung lam tăng tôc qua trinh hư hong

cua mang khi chiu tac đông đông thơi cua ưng suât [9].

3.1.5. Phân huy cơ hoc

diên ra do anh hương cua ưng suât- căng cơ hoc. Qua trinh phân huy cơ hoc

cua vât liêu bao gôm hiên tương ran nưt cung như nhưng thay đôi gây ra do

ưng suât cơ hoc.

3.2. Cac phu gia xuc tiên qua trinh phân huy sinh hoc cua polyolefin

Trong nhưng năm gân đây, cuôc chay đua đê san xuât ra cac loai nhưa

co kha năng phân huy sinh hoc đa tăng lên rât nhiêu. Co nhiêu công nghê đê

san xuât ra cac san phân co kha năng phân huy. Môt công nghê sư dung

trong hoa dâu như blend polyolefin vơi cac phu gia phân huy, cac polyeste

phân huy sinh hoc va cac dân xuât polyvinyl-alcohol (PVOH). Cac công

nghê khac sư dung nguôn co thê phuc hôi lai như cellulozo, tinh bôt, dâu

thưc vât. Môt trong nhưng vi du la tui nhưa mua săm đươc sư dung rông rai

trong siêu thi. Nhưng loai tui nhưa đo sẽ phân huy dươi anh sang măt trơi va

nhiêt, pha huy hoan toan trong sư xuât hiên cua oxi, đât, hơi âm va vi khuân.

3.2.1. Blend vơi cac polyme co nguôn gôc tư nhiên va tông hơp

Đê xuc tiên qua trinh phân huy sinh hoc cua cac polyolefin, cac nhưa

nguyên sinh hoăc tai chê co thê trôn hơp vơi cac nhưa phân huy sinh hoc co

nguôn gôc tư tư nhiên hoăc tông hơp. Đăc biêt cach thưc trôn hơp vơi cac

polyme co nguôn gôc tư nhiên như tinh bôt, cellulozo… thương đươc sư

dung hiên nay do nguôn cung câp dôi dao, gia thanh rẻ va it gây đôc hai.

3.2.1.1. Cac polyme co nguôn gôc tư nhiên

Như đa biêt, vi sinh vât không co kha năng tương tac lên polyolefin tinh

khiêt. Tuy nhiên, tinh bôt co thê bi phân huy bơ vi khuân va cac enzym, sư

phân huy nay đê môt lô hông trong mang lươi polyme lam tăng diên tich bê

măt ma vê măt ly thuyêt nên tăng ty lê oxi hoa polymne. Ty lê va mưc đô

pha huy polyme phu thuôc vao anh sang, nhiêt đô , đô âm va môi trương tiêp

xuc vơi không khi. Lô hông hinh thanh lam tăng sư di cư cua cac chât co kha

năng phan ưng vao mang lươi. Do đo nhưa ưa nươc hơn va dê dang bi thâm

nươc va dân đên lam tăng đăc tinh vân chuyên trên. [19]

Sư kêt hơp cua polyme tư nhiên vơi môt polyme tông hơp la môt chiên lươc

đê tăng kha năng phân huy sinh hoc. Cac polyme tư nhiên bao gôm tinh bôt,

cellulose, chitin…phân trăm cua polyme tư nhiên thêm vao anh hương đên

cac tinh chât cơ ly cua polyme tông hơp. Tuôi tho cua cac blend giam khi

tăng ty lê polyme tư nhiên. Cac đăc tinh cuôi cung cua blend phu thuôc vao

[2]

- loai va lương vât liêu blend thêm vao

- hinh thai hoc bê măt cua chung

- tương tac giưa vât liêu blend va polyme

- ham lương tinh thê tư nhiên cua polyme

- điêu kiên chuân bi va điêu kiên thưc hiên qua trinh blend

Tinh bôt cung câp kha năng thâm thâu cao hơn khi no đươc sư dung

bơi cac vi sinh vât. Kha năng thâm thâu cao hơn giup trong viêc nha cac san

phâm phân huy tư mâu, vi vây lam cho hôn hơp xôp rông, tăng ty lê thê tich

bê măt. Sư xuât hiên cua bât kỳ polyme phân huy sinh hoc như môt sư pha

trôn sẽ anh hương đên đông thai cua cac polyolefin ơ điêu kiên thơi tiêt

ngoai trơi va sẽ hoat đông như môt chât khơi mao cho qua trinh phân huy

oxi hoa cua chung băng nhiêt, anh sang va vi khuân [2]. Phân huy sinh hoc

cua cac blend polyolefin-cellulozo va polyolefin-tinh bôt đa bao cao sư dung

sinh vât sông trong đât va phân u đât. Thây răng sư pha trôn 5 tơi 15%

cellulozo trong blend PE-cellulozo không hiên thi bât kỳ sư gia tăng đang kê

trong kha năng phân huy sinh hoc, trong khi đo khi sô lương cellulozo tăng

lên tơi 30% sư phân huy cua blend băt đâu sau 14 tuân dươi điêu kiên thi

nghiêm. Sư gia tăng ham lương cellulozo trong polyme anh hương đên đăc

tinh vât ly cua no lam cho no không phu hơp trong nhiêu ưng dung.

Mucorrawxii co thê lam giam 60% đô bên keo cua PE (đa xư ly nhiêt ơ điêu

kiên 700C trong 10 ngay) chưa 6% tinh bôt trong khi Streptomyces lam giam

đô gian dai cua mâu tương tư xuông tư 46.5% tơi 28.5%. tinh bôt va

celluloze xuât hiên trong cac blend dê dang bi phân huy bơi vi khuân. Cac

carbohydrat hoăc cac phu gia lam tăng tinh kêt dinh cua vi khuân tơi bê măt

cua polyme dân đên tinh ưa nươc cua vât liêu blend. Sư kêt dinh cua vi

khuân con cai thiên sư tương tac cua chung vơi polyme ki nươc. Cac nâm

Phanerochaete chyrosporium cho thây lam tăng sư phân huy cua cac blend

PE-lignin va PP_lignin (chưa 10-30% cua lignin) khi tăng ham lương lignin.

Sư chuyên đô sinh hoc cua lignin khơi mao qua tinh phân huy sinh hoc va

lam cho vi khuân dê dang tân công vao vât liêu. Hinh 2 cho thây sư so sanh

qua trinh phân huy cua PE nguyên sinh va PE blend vơi tinh bôt. Kêt qua

cho thây sư phân huy sinh hoc cua PE blend tinh bôt la cao khi so vơi PE

nguyên sinh. % khôi lương giam la do sư khac nhau giưa qua trinh phân tich

trong lương đâu va khi mang film bi hong.

Nhiêu nghiên cưu cho thây kha năng phân huy cua cac blend

polypropylen/tinh bôt hoăc PP/cellulose dê dang hơn do cac vi sinh vât dê

dang pha huy tinh bôt hoăc cellulose bên canh polyme. Nhưng carbonhydrat

nay hoăc cac chât đôn tăng kha năng kêt dinh cua cac vi sinh vât tơi bê măt

polyme. Cac tinh chât cơ hoc, tinh lưu biên tinh nhay đôi vơi sư pha huy cua

cac blend polyme vơi tinh bôt tư nhiên phu thuôc vao ham lương,cac tinh

chât cua tinh bôt, loai va nông đô cac phu gia thêm vao nhưa [1].

Năm 2005 Chi-Yuan Huang cung công sư đa tiên hanh nghiên cưu

anh hương cua cac chât tương thich lên kha năng phân huy sinh hoc cua hôn

hơp blend LDPE/ tinh bôt. Blend LDPE/tinh bôt vơi mưc đô phân huy sinh

hoc va cac tinh chât cơ hoc nhân đươc băng cach điêu chinh tinh tương hơp

cua hê blend va qua trinh dẻo hoa nhưa theo chât tương hơp va cac phương

phap xư ly khac nhau. LDPE đươc trung hơp ghep vơi hai loai chât tương

thich maleic anhydrit (MA) va acrylic axit (AA c). hai hôn hơp (MA-g-

LDPE) va (AA c-g-LDPE) đươc xư ly plasma băng khi argon trươc khi tao

blend vơi tinh bôt. Mưc đô trung hơp ghep cua MA-g-PLDPE va AAc-g-

PLDPE la 1.90 × 10-4 mol/g va 2.5 × 10-4 mol/g. Phân trăm khôi lương cua

tinh bôt, glycerol (GA) va MA-g-PLDPE (hoăc AAc-g-PLDPE) la

62.5% ,18.75% va 18.75%. Nhưng anh hương cua cac chât tương thich khac

nhau, lương va cach thưc trôn hơp khac nhau đên cac blend đươc nghiên

cưu. Co bôn mâu đươc nghiên cưu, mâu A 0.125 phân MA va cac thanh

phân khac nhau cua chât tương thich, MA-g-PLDPE , đươc thêm vao GA ơ

700C trong 30 phut trươc khi tao blend. Vơi mâu B, chi chât tương thich

(MA -g-PLD PE) đươc trôn hơp trong GA trươc khi tao blend. Mâu C tât ca

cac thanh phân đươc trôn hơp trươc khi tao blend. Mâu D AA c-g-PLD PE

đươc sư dung như chât tương thich,cac thanh phân thêm vao va điêu kiên

trôn hơp tương tư như mâu C. kêt qua cho thây hiêu qua tương thich cua

MA- g-PLDPE tôt hơn AA c-g-PLDPE. Khi phân tich đô bên cơ hoc, mâu A

không co lơi vê tinh chât cơ hoc, tuy nhiên chi sô chay cua mâu A cao hơn

cac mâu khac. Sau khi thư nghiêm phân huy sinh hoc 2 tuân, sư suy giam

khôi lương cua tât ca cac mâu đêu trên 65%. Sư suy giam khôi lương cua

mâu A cao hơn cac mâu khac. Tư kêt qua chup anh SEM cho thây khoang

trông trong PE xuât hiên la do sư xuât hiên cua cac pha tinh bôt, khoang

trông nay giam khi tăng ham lương MA-g-PLDPE điêu nay la do MA-g-

PLDPE lam tăng kha năng canh tranh giưa LDPE va tinh bôt [3].

E.M. Nakamura cung công sư đa nghiên cưu va phat triên blend

LDPE/tinh bôt phân huy sinh hoc. Trong nghiên cưu cua minh cac tac gia đa

tiên hanh khao sat kha năng phân huy sinh hoc cua cac blend giưa LDPE va

cac loai tinh bôt khac nhau (như tinh bôt tư nhiên, tinh bôt săn, tinh bôt

acetyl hoa, tinh bôt adipat hoa ) vơi muc đich giam thiêu lương nhưa thai ra

môi trương. Ham lương cac loai tinh bôt trong mâu la 5, 10, 20% khôi

lương; ham lương phu gia dâu thưc vât va calcium stearat la 1% khôi lương.

Tinh bôt đươc trôn hơp vơi LDPE trên thiêt bi trôn căt chuyên dung đê đam

bao sư đông nhât cua cac mâu. Cac mâu đươc ngâm trong bun hoat tinh môt

thang sau đo đươc lây ra rưa sach, sây khô va phân tich tinh chât cơ hoc va

hinh thai hoc bê măt. Đăc trưng cua cac hơp chât đươc xac đinh băng cac

phương phap phân tich cơ hoc, hinh thai hoc va kha năng phân huy sinh hoc

trong bun hoat tinh. Kêt qua cho thây răng so vơi LDPE nguyên sinh, sư

tăng ham lương tinh bôt trong LDPE sẽ lam giam cac tinh chât cơ hoc va

lam giam vung tinh thê cua LDPE. Khi so sanh cac loai tinh bôt khac nhau,

tinh bôt săn cho thây it thay đôi trong giơi han cac gia tri tuyêt đôi, trong cac

tinh chât cơ hoc. Môt sô thông sô khac như modul đan hôi, đô bê keo tăng

vơi sư tăng lương tinh bôt. Điêu nay co thê do tinh bôt lam giam sư linh hoat

cua chuôi. Quan sat anh SEM cac mâu cho thây vi sinh vât trong bun hoat

tinh pha huy tinh bôt. Măc du hâu hêt tinh bôt bi tiêu thu nhưng câu truc cua

polyme không thay đôi. Cac mâu chưa tinh bôt adipate va tinh bôt săn kiêm

tra tinh chât cơ ly va phân huy sinh hoc tôt hơn do sư kêt dinh giưa bê măt

tinh bôt va LDPE tôt hơn cac loai tinh bôt khac. Đo la ly do chung thương

đươc sư dung kêt hơp vơi LDPE. Viêc sư dung bun hoat tinh la môt phương

phap đây hưa hen đê nghiên cưu kha năng phân huy sinh hoc cua cac blend

trong nghiên cưu nay. [4].

3.2.1.2. Cac polyme tông hơp

Cac vât liêu phân huy sinh hoc trên cơ sơ nhưa nhiêt dẻo blend vơi polyme

phân huy sinh hoc tư nhiên co ưu điêm la gia thanh rẻ, kha năng phân huy

cao trong môi trương [19]. Tuy nhiên trong môt sô ưng dung đăc biêt, yêu

câu tinh chât cơ ly cao thi cac polyme tông hơp như poly(e-caprolactone)

(PCL), poly(hydroxy butyrate), poly (lactic acid), poly(glycolic acid) đươc

sư dung nhiêu hơn[7], polybutylene succinate, polybutylene succinate

adipate copolymer and polyethylene succinate. Qua trinh phân huy cua cac

polyeste nay diên ra theo phan ưng thuy phân dân đên bẻ gay phân tư hoăc

ăn mon chuôi. Vi vây thuy phân la cơ chê quan trong nhât kiêm soat qua

trinh pha huy cua cac polyeste beo. Qua trinh nay băt đâu băng hâp thu nươc

sau đo thuy phân liên kêt este. Vung vô đinh hinh bi pha huy trươc vung tinh

thê. Trong sô cac polyeste đo PLC la môt polyme co nhiêu tiêm năng,la môt

loai nhưa co đô linh hoat tương đôi cao co kha năng blend vơi nhiêu loai

nhưa khac nhau như poly(vinyl chloride), chlorinated polyethylene,

polycarbonate, poly(amide-6), poly(styrene-co-acrylonitrile) and ethylene

terephthalate–caprolactone copolyester[16]. Đô gian dai khi đưt va đô bên

keo cua mang PCL cao hơn 1100% va 33 Mpa. Nhưng gia tri nay la kha cao

so vơi đô gian dai khi đưt (500-725 %) va đô bên keo (9,7- 17.2 Mpa) cua

nhưa tương tư nhưng không phân huy sinh hoc như LDPE. Nhưng PCL co

điêm chay thâp nên kho khăn đê tương thich vơi nhưa nhiêt dẻo băng cac ky

thuât thông thương. Vi du như cac mang san xuât băng phương phap thôi

mang la đăc biêt nhơt ơ thơi điêm đun va đươc đăc trưng băng đô chay thâp

ơ nhiêt đô cao hơn 1300C, [12].. tuy nhiên, kho khăn nay co thê đươc cai

thiên băng cach tao blend PCL vơi tinh bôt hoa dẻo hoăc vơi cac nhưa dẻo

khac như copolyme ethylen/vinyl alcohol, [15]. Ty lê phân huy cua PCL la

thâp do ham lương tinh thê cao. Tuy nhiên nhiêu nghiên cưu đa chi ra răng

co thê cai thiên kha năng phân huy cua PCL cach đông trung hơp vơi cac

polyme khac. Vi du như copolyme trên cơ sơ PCL va poly(lactic acid)

(PLA) đươc tông hơp, va ty lê thuy phân cua mang P(CL-co-LA) cao hơn

cua PCL [17].

Môt sô hương nghiên cưu thanh công chi ra răng nhưng polyme blend

co cac tinh chât ly hoa tương tư polyme nguyên sinh nhưng co ty lê phân

huy sinh hoc cao hơn polyme không blen. Cac copolyme cua ethylen va

styren vơi vinyl keton (methyl vinyl ketone) xuc tiên kha năng oxi hoa

quang cua nhưa. Poly lactic axit (PLA) va poly caprolacton (PCL), hai

polyme phân huy sinh hoc nay thương đươc sư dung lam vât liêu blend.

Nhưng polyme nay lam giam tinh ki nươc cua cac polyolefin va dê dang trôn

lân vao PE va PP. Viêc sư dung nhưng chât tương hơp dân đên kha năng

trôn lân tôt hơn. Ty lê PLC va PE 80:20 lam tăng sư phat triên cua nâm va

consortia bao gôm Aspergillus niger, Penicillium funiculosum…vung vô

đinh hinh cua blend gop phân bơi PCL giam trong 16 tuân. Cac blend

LDPE-PCL va PP-PCL khi phan ưng vơi enzym tư Rhizopus arrhizus cho

thây ty lê phân huy sinh hoc cao, lên tơi 70% vơi LDPE va 60% vơi PP.

lương PCL trong blend bi phân huy ngay khi cac polyme PE va PP trong

blend duy tri không đôi [2].

Willett va công sư đa tiên hanh nghiên cưu qua trinh trung hơp ghep

cua polyme co kha năng phân huy sinh hoc lên poly hydroxyl butyrate

valerate (PHBV) đê cai thiên tinh chât cơ hoc cua polyme phân huy sinh

hoc. Tinh bôt/polyglycidyl methacrylic axit ghep vơi polyme đươc tông hơp

như vây ma nhom epoxyl cua glycidyl methacrylic acid phan ưng vơi nhom

cuôi cung cua PHBV tao liên kêt công hoa tri trong hôn hơp.

Nhiêu nghiên cưu đa chi ra răng ty lê phân huy sinh hoc cua cac blend

nhưa nhiêt dẻo/tinh bôt la cao tuy nhiêt tinh chât cơ ly cua cac blend nay

không cao. Gân đây nhiêu nghiên cưu đa chi ra răng đê cai thiên cac tinh

chât cơ hoc cua vât liêu phân huy sinh hoc (blend LDPE/tinh bôt) co thê cho

thêm PCL ơ cac ty lê khac nhau 0, 25, 50, 75 va 100% khôi lương. Tinh chât

cơ hoc (đô bên keo, modul đan hôi, đô gian dai khi đưt) đêu tăng khi tăng

ham lương PCL. Khi phân tich hinh thai hoc bê măt cua cac mâu khi xư ly

trong dung dich HCl nông đô 1N cho thây, bê măt vât liêu bi pha huy nhiêu

hơn vơi nhưng mâu co thêm PCL so vơi mâu LDPE/tinh bôt, [13-15].

S. C. Tjong va công sư đa nghiên cưu va chi ra răng maleic anhydride

(MA) co thê cai thiên kha năng phân huy sinh hoc cua blend giưa copolyme

cua poly(caprolactone)-poly(ethylene glycol) (PCE) va polypropylene PP.

mưc đô phân huy sinh hoc đươc đanh gia băng mưc đô suy giam khôi lương

theo thơi gian cua cac mâu vât liêu. Qua trinh trung hơp ghep MA lên PP

đươc thưc hiên trên thiêt bi đun, sư dung dicumyl peroxide (DCP) như môt

chât hoa dẻo. Ty lê PP/MA/DCP vê khôi lương la 96/6/0.3, thu đươc MA-g-

PP (MAP). Cac mâu PP/PCE (75/25) va MAP/PCE (75/27) đươc ngâm

trong dung dich đêm, kêt qua phân tich mưc đô suy giam khôi lương cho

thây, tăng nhanh trong môt thang đâu, va tăng châm trong 4 thang tiêp theo.

Mưc đô suy giam khôi lương cua MAP/PCE (6,5% sau 1 thang ngâm mâu)

cao hơn PP/PCE (2,5% sau 1 thang ngâm mâu) [18].

3.2.2. Cac chât co oxi hoa đặc hiệu (prooxidant)

Như đa đươc biêt thi polyme phân huy sinh hoc dưa trên tinh bôt la

co tac đông đên hiêu ưng nha kinh cao hơn do phat thai khi metan trong khi

trôn lâp do khi metan anh hương đên sư nong lên toan câu cao gâp 23 lân so

vơi khi cacbon dioxit. Trong khi nhưa tư phân huy sinh hoc không san sinh

ra khi metan trong qua trinh phân huy. Do vây, viêc sư dung cac chât xuc

tiên oxi hoa lam cho polyolefin tư phân huy sinh hoc theo cach pha vơ chuôi

mach phân tư cua polyolefin, tao ra cac phân tư co khôi lương thâp hơn. Cac

dân xuât co kha năng oxi hoa la cac kim loai chuyên tiêp noi chung bao gôm

Fe, Co, va Mn đươc thêm vao dươi dang muôi stearat. Cac ion kim loai như

Fe3+ khơi mao hinh thanh gôc trong phan ưng oxi hoa quang như sau:

Trong khi Co2+ hoăc Mn3+ không co măt cua anh sang hoat đông như

xuc tac chưng minh phan ưng peroxit hoa dân đên sư căt chuôi:

Cac chât co kha năng oxi hoa va phân tư oxi xuât hiên hâu hêt trong

cac vung vô đinh hinh cua phân tư polyme va do đo hâu hêt cac phan ưng

oxi hoa diên ra va rơi khoi vung tinh thê con nguyên ven. Vât liêu vơi thơi

gian lâp trinh tinh chât cơ hoc co thê đươc chuân bi băng cach trôn hơp cân

băng cua cac phu gia trông oxi hoa va phu gia xuc tiên qua trinh oxi hoa.

Trong khi phơi trong thơi tiêt khi kha năng trông oxi hoa tăng sau đo liên hê

vơi sư giam manh cua cac tinh chât cơ hoc cua polyme do sư xuât hiên cua

chât co kha năng oxi hoa dân đên sư chia nho mach polyme. Tiên xư ly nhiêt

cac mang LDPE co chưa cac chât co kha năng oxi hoa cho thây 60% bi

khoang hoa (căn cư trên lương CO2 thai ra) trong 6 thang. Trong khi nghiên

cưu anh hương cua cac điêu kiên pha huy lên phan ưng phân huy oxi hoa

cua mang PE vơi chât co kha năng oxi hoa như môt phu gia cho thây chi sô

carbon va khôi lương phân tư bi anh hương bơi nhiêt đô thi nghiêm va đô

âm.

P.K Roy va công sư đa tiên hanh gia tôc qua trinh lao hoa cua mang

LDPE băng cach sư dung phưc cobalt như môt chât co kha năng oxi hoa.

Trong nghiên cưu cua minh nhom tac gia đa tông hơp va đăc trưng cua hai

loai phưc cobalt, styrene maleate copolyme (CSMA) va cobalt stearate (CS);

nghiên cưu anh hương cua cac phưc đo đên đông thai phân huy cua LDPE.

Mang co đô day 70µm chưa cac phu gia trên đươc tiêp xuc vơi hai môi

trương pha huy khac nhau la chiêu bưc xa UV-B va nhiêt. Qua trinh pha huy

đươc kiêm soat băng cach xac đinh sư thay đôi đô bên keo, đô gian dai khi

đưt, chi sô carbon, chi sô chay va đô day cua mang. Quan sat hai mâu co chư

phu gia cua cung môt kim loai va liên kêt như nhau, CSMA không co kha

năng khơi mao qua trinh phân huy nhiêt va quang cua mang LDPE trong khi

CS lai co kha năng gia tôc qua trinh pha huy mang. Sau 600 giơ chiêu xa

UV, đô bên cơ hoc cua mâu mang chưa CSMA hâu như không thay đôi

trong khi ơ mang chưa CS thi giam đang kê, đô gian dai giam 70 % sau 100

giơ chiêu. Điêu nay la do hoat tinh cobalt stearate trong ca hiêu qua nhiêt va

khơi mao phan ưng oxi hoa quang cua LDPE. Mang film đươc trôn trong đât

trong khoang 1 năm, mưc đô pha huy đươc kiêm tra băng cach xac đinh đô

suy giam khôi lương. Sau 12 thang trôn trong đât, cac mang chưa cobalt

stearate trơ lên gion va gay nhưng không co thay đôi vât ly đươc quan sat

thây trong mang LDPE chưa CSMA trong cung thơi điêm. Sư suy giam khôi

lương cua mang CS (0.26%) cao hơn mang chưa CSMA (0.17- 0.18%).[5]

P. K. Roy va công sư đa tiên hanh nghiên cưu anh hương cua benzil

va cobalt stearate đên qua trinh lao hoa cua mang LDPE. Cac mâu mang thư

nghiêm co đô day 70 µm chưa cac phu gia trên đươc tao băng qua trinh thôi

mang. Ảnh hương cua nhiêt, phơi dươi điêu kiên chiêu xa UV-B va điêu

kiên thơi tiêt tư nhiên. Nhưng thay đôi trong đô bên keo, chi sô carbon va đô

day cua mang đươc sư dung đê nghiên cưu đanh gia qua trinh pha huy cua

nhưa. Kêt qua nghiên cưu cho thây benzil stearat không xuc tiên qua trinh

pha huy nhưa PE. Tuy nhiên, khi sư dung kêt hơp vơi cabalt stearate, ty lê

pha huy tăng , mưc đô tăng phu thuôc vao lương cobalt stearate thêm vao.

Mưc đô lao hoa nhiêt cua mang film chưa benzil va cobalt stearate cao hơn

so vơi chiêu xa UV va phơi dươi điêu kiên thơi tiêt tư nhiên. Lao hoa dươi

điêu kiên phơi mâu tư nhiên cao hơn oxi hoa quang. [7].

P.K. Roy va công sư tiên hanh nghiên cưu vai tro cua cac stearate kim

loai lên qua trinh phân huy cua nhưa LDPE. Cac stearate cua kim loai

chuyên tiêp đươc nghiên cưu la co kha năng oxi hoa nhưa PE ơ cac nông đô

theo doi. Ba kim loai sư dung trong nghiên cưu la mangan, săt va cobalt,

(trang thai oxi hoa thương la +2 va +3) , cac stearate cua kim loai đươc tông

hơp va nghiên cưu anh hương cua chung lên kha năng pha huy oxi hoa

quang va nhiêt cua mang LDPE. Cac mang thư nghiêm co chiêu day

70±5µm,thu đươc băng cach thôi mang, đươc phơi trong điêu kiên thư

nghiêm chiêu khi huỳnh quang xenon va thơi tiêt ơ 700C trong cung môt

khoang thơi gian. Nhưng thay đôi tinh chât ly hoa cua cac mâu gây ra do qua

trinh phơi nay đươc giam sat nhưng thay đôi trong đac tinh cơ hoc (đô bên

keo, đô gian dai khi đưt), chi sô carbon, khôi lương phân tư (xac đinh đô

nhơt), chi sô chay, chiêu day va cac tinh chât nhiêt. Cac kêt qua đươc phân

tich đê giai thich nhưng thay đôi vê câu truc va hoa hoc diên ra trong mang

lươi polyme như môt kêt qua cua sư lao hoa. Trong nghiên cưu nay chi ra

răng trang thai oxi hoa cua cac kim loai không anh hương đên kha năng cua

chung đê pha huy ban đâu va gia tôc. Kha năng pha huy bơi oxi hoa nhiêt

cua cac mâu trong sư xuât hiên cua cac stearate kim loai tăng theo thư tư

sau: săt- mangan- cobalt. Kêt qua nghiên cưu cho thây, săt chu yêu co hiêu

qua pha huy trong qua trinh oxi hoa quang trong khi cobalt va mangan co thê

hoat hoa trong ca phan ưng oxi hoa quang va nhiêt. [8].

3.2.3. Cac phương phap tiên xư ly

Cac phương phap tiên xư ly như chiêu xa UV, khư tia γ, xư ly nhiêt…

hô trơ va lam tăng ty lê phân sinh hoc cua polyme. Co tac dung lam giam

tinh ki nươc vôn co cua cac polyme lam chung tương tac tôt hơn vơi sinh vât

hoăc cac nhom C=O hoăc –OH, lam cho qua trinh phân huy diên ra dê dang

hơn.

a) Phương phap vât ly

Môt sô phương phap vât ly bao gôm xư ly nhưa băng bưc xa UV vơi

muc đich bẻ gay mach, hinh thanh gôc tư do dân đên giam khôi lương phân

tư [2]. Bưc xa trong khoang bươc song 290-400 nm la yêu tô quan trong

trong phan ưng khơi mao oxi hoa quang dân đên giam dân đông nhât cua

chuôi. Bưc xa UV lam tăng kha năng phân huy sinh hoc. Bưc xa UV dân

đên hinh thanh gôc tư do, sau đo hâp thu oxi dân đên san phâm cuôi cung la

cac nhom carbonyl. Dươi tac dung cua bưc xa UV qua trinh phân huy diên

ra theo chu trinh Norrish I va II. Cuôi cung, phan ưng oxi hoa quang dân đên

hinh thanh cac đoan phân tư lương thâp va vi vây tăng kha năng ưa nươc cua

polyme. cơ chê phan ưng oxi hoa quang trinh bay trong hinh 4, bao gôm ca

sư hinh thanh nhom carbonyl theo ca chu trinh Norrish I va II. Vi vây, phan

ưng oxi hoa quang lam tăng tinh nhay cua polyme vơi vi khuân. Kêt qua axit

carboxylic tư qua trinh oxi hoa quang va oxi hoa ω cua chuôi hydrocarbon

nhâp theo đương oxi hoa β như thê hiên ơ hinh 4. sau đo, hai carbon acetyl

CoA, nhâp vao vong TCA va biên đôi hoan toan thanh carbon dioxit va

nươc [1].

xư ly nhiêt: xư ly nhiêt co tac dung oxi hoa chuôi do đo sinh ra cac nhom

hydroxyl, carboxyl va hydroperoxyl lam cho cac polyme ki nươc hơn, xư ly

băng bưc xa năng lương cao.

b) Xư ly băng phương phap hoa hoc

Cac chât hoa hoc anh hương đên đô bên, kha năng đan hôi, bê măt,

mau săc, kich thươc hoăc khôi lương cua nhưa. Cac chât hoa hoc găn lên

polyme theo cac cach sau

- tân công cac chuôi dân đên giam tinh chât vât ly cua nhưa

- phan ưng hoăc oxi hoa cac nhom chưc trong hoăc trên chuôi. Sư khư

trung hơp co thê diên ra trong qua trinh nay.

- Hinh thanh cac gôc tư do.

- Mang lai thay đôi vât ly bao gôm hâp thu cac dung môi, thay đôi tinh

bên va dân điên, may …dân đên sư mêm hoa va trương cua nhưa.

- Cho phep dung môi thâm qua nhưa dân đên hoa tan chung.

- Bẻ gay mach

3.2.4. Vi khuân va cac san phâm vi sinh vât

a) Sư pha huy bơi enzym

Oxi hoa enzym bao gôm peroxidase, monooxygenase, manganese

peroxidaseoxidase va dehy-drogenase la phan ưng oxi hoa cac nhom

ethylenic. Cac enzym nôi bao va ngoai bao biên đôi polyme thanh monome,

dimmer hoăc oligomer co thê găn vơi tê bao vi khuân va sư dung như nguôn

năng lươn carbon.

b) Cac chât hoat tinh bê măt sinh hoc (biosurfactant)

Biosurfactants la cac chât hoat đông bê măt san sinh trên bê măt tê

bao vi khuân tiêt ra bơi cac vi sinh vât. Chung la ho amphile vưa co nhom ưa

nươc vưa co nhom ki nươc. Chung lam giam sưc căng bê măt cua chât long

hoăc măt phân cach giưa hai chât long không tan vao nhau. Chung lam tăng

kha năng hoa tan, kha năng sinh hoc va pha huy sinh hoc cua chât ki nươc

hăc hoa tan cac hơp chât hưu cơ. Ngoai ra biosurfactant đong môt vai tro

thiêt yêu trong viêc lam tăng tinh linh đông cua cac vi sinh vât, sư hinh

thanh mang sinh hoc va co thê tao phưc vơi cac kim loai năng.

Cac biosurfactant khôi lương phân tư thâp bao gôm: Glycolipids,

lipopeptides, phospholipids, rham-nolipids, Surfactin, viscosin, polymixin…

Cac biosurfactant khôi lương phân tư cao bao gôm cac ho:

- polyme lương tinh (vưa ưa nươc vưa ki nươc): la polyme khôi lương phân

tư cao co hoat tinh bê măt vơi vung ki nươc ơ cuôi cua phân tư như

lipopolysaccharides,

lipoteichoicacids, lipoglycans.

- Cac polyme ưa nươc: chưa cac nhom ki nươc phân bô doc theo phân tư

như emulsan, alasan, biodispersan, hydrophobic polysac-charides.

Vai tro cua cac chât biosurfactant trong qua trinh phân huy sinh hoc

cua polyolefin: PE va PP co nhiêu nhom CH2 va do đo ki nươc,la môt trong

nhưng li do lam cho chung trơ vơi vi khuân. Điêu kiên tiên quyêt dân đên

phân huy sinh hoc cua polyme la do sư tân công cua cac vi sinh vât lên bê

măt hoăc hinh thanh mang sinh hoc (phưc tâp hơp cac vi sinh vât va cac

exopolysaccahrid) lên bê măt polyme.

Cac yêu tô anh hương đên qua trinh san sinh biosurfactant la do: nguôn

carbon (glucose, sucrose, glycerol, mollases), nguôn nito (KNO3, NH4NO3,

ure), sư thêm hydrocarbon, muôi, aminoacid, cation kim loai, nhiêt đô, pH…

c) Lên men

4. Kêt luân va kiên nghi

5. Tai liêu tham khao

1) J Arutchelvi, M Sudhakar, Ambika Arkatkar, Mukesh Doble, Sumit

Bhaduri and Parasu Veera Uppara; Biodegradation of polyethylene

and polypropylene, Indian Journal of Biotechnology, Vol.7, January

2008,pp 9-22.

2) Ambika Arkatkar 1, J. Arutchelvi 1, M. Sudhakar 1, Sumit Bhaduri 2,

Parasu Veera Uppara 2 and Mukesh Doble ; Approaches to Enhance

the Biodegradation of Polyolefins; The Open Environmental

Engineering Journal, 2009, 2, 68-80.

3) Chi-Yuan Huang a, *, Ming-Lih Roan b, 1, Mei-Chuan Kuo a ,2 ,

Wan-Ling Lu.Effect of compatibiliser on the biodegradation and

mechanical properties of high-content starch/low-density

polyethylene blends. Polymer Degradation and Stability 90 (2005)

95e105.

4) E.M. Nakamura, L. Cordi, G.S.G. Almeida, N. Duran 1, L.H.I. Mei

∗; Study and development of LDPE/starch partially biodegradable

compounds. Journal of Materials Processing Technology 162–163

(2005) 236–241.

5) P.K. Roy , P. Surekha , C. Rajagopal , S.N. Chatterjee , V.

Choudhary; “Accelerated aging of LDPE films containing cobalt

6) complexes as prooxidants”; Polymer Degradation and Stability 91

(2006) 1791e1799.

7) P.K. Roya , P. Surekhaa , C. Rajagopal , S.N. Chatterjee , V.

Choudhary ; Effect of benzil and cobalt stearate on the aging of low-

density polyethylene films; Polymer Degradation and Stability 90

(2005) 577- 585.

8) P.K. Roy a, *, P. Surekha a, R. Raman b, C. Rajagopal ; Investigating

the role of metal oxidation state on the degradation behaviour of

LDPE; Polymer Degradation and Stability 94 (2009) 1033–1039.

9) Scott G. Polymers and the environment. Royal Society of Chemistry;

1999 [Chapter 5].

10) Scott G. In: Scott G, editor. Degradable polymers: principles and

applications. 2nd ed. Netherlands: kluwer; 2002 [chapter 3].

11) S. Bonhomme, A. Cuer, A-M. Delort, J. Lemaire, M. Sancelme,

G. Scott ; Environmental biodegradation of polyethylene ;

polymer Degradation and Stability 81 (2003) 441-452.

12) Shah V. Handbook of plastics testing technology. New

York: John Wileyand Sons; 1984.

13) Matzinos P, Bikiaris D, Kokkou S, Panayiotou C. J Appl

Polym Sci 2001;79:2548.

14) Thakore IM, Desai S, Sarawade BD, Devi S. Eur Polym

2001;37:151.

15)P. Matzinos a, V. Tserki a, C. Gianikouris a, E. Pavlidou b, C.

Panayiotou; Processing and characterization of LDPE/starch/PCL

blends; European Polymer Journal 38 (2002) 1713–1720.

16)Benedict CV, Cook WJ, Jarrett P, Cameron JA, Huang SJ, Bell

JP. J Appl Polym Sci 1983;28:327.

17)Koyama N, Doi Y. Macromolecules 1996;29:5843.

18)S.C. Tjong*,Y.Xu1, Y.Z. Meng; Compatibility and degradation

of blends of poly(caprolactone) –poly(ethylene glycol) block

copolymer and polypropylene; Polymer 40 (1999) 3703–3710.

19)Torabi Angaji, Mahmood and Hagheeghatpadjooh, Hamid Reza;

Preparation of Biodegradable Low Density Polyethylene by Starch –

Urea Composition for Agricultural Applications ; Iran. J. Chem. &

Chem. Eng; Vol. 23, No. 1, 2004 .