Nhựa PLA là gì? Ưu nhược điểm của loại nhựa sinh học này

Nhựa PLA là nhựa sinh học làm từ tinh bột bắp, mía. Tìm hiểu cách sản xuất, ưu nhược điểm, ứng dụng và điều kiện để PLA phân hủy đúng cách trong thực tế.

Ly nhựa trong in chữ “phân hủy sinh học”, ống hút làm từ bắp, cuộn sợi in 3D bán đầy trên các sàn thương mại điện tử. Nhiều món đồ trông rất khác nhau nhưng lại làm từ cùng một loại vật liệu. Đó là PLA, cái tên ngày càng hay gặp mỗi khi người ta nói tới nhựa thân thiện môi trường.

Vậy nhựa PLA là gì, có thật sự “xanh” như lời quảng cáo không, và nên dùng nó vào việc gì cho đúng? Hiểu rõ nguồn gốc, đặc tính và giới hạn của PLA sẽ giúp bạn chọn đúng chỗ dùng, đồng thời tránh kỳ vọng sai về chuyện nhựa tự biến mất sau khi vứt bỏ.

Nhựa PLA (axit polylactic) là nhựa sinh học làm từ đường hoặc tinh bột của cây trồng như bắp, mía, khoai mì. Nguyên liệu được lên men thành axit lactic rồi trùng hợp thành polyme. PLA cứng, trong, dễ tạo hình, được dùng nhiều cho bao bì, ly muỗng dùng một lần và in 3D. Nhược điểm chính là chịu nhiệt kém, khá giòn, giá thường mắc hơn nhựa phổ thông và chỉ phân hủy nhanh trong điều kiện ủ công nghiệp phù hợp.

Nhựa PLA là gì và làm từ đâu?

PLA là viết tắt của polylactic acid, tiếng Việt gọi là axit polylactic. Đây là một loại polyester nhiệt dẻo gốc thực vật. Nhiệt dẻo nghĩa là gặp nóng thì mềm ra, nguội thì cứng lại, nên có thể nấu chảy để ép khuôn, thổi màng hay kéo sợi giống nhiều loại nhựa quen thuộc.

Điểm khác biệt nằm ở nguyên liệu. Nhựa PP, PE hay PVC đi từ dầu mỏ và khí đốt, còn PLA đi từ nguồn thực vật có thể trồng lại sau mỗi mùa vụ. Nhờ vậy, PLA thường được xếp vào nhóm vật liệu thay thế cho một phần nhựa gốc dầu, nhất là ở hàng dùng ngắn ngày.

Vì sao PLA được gọi là nhựa sinh học?

Nhựa sinh học là cách gọi chung cho nhựa có nguồn gốc từ sinh khối như cây trồng, vi sinh vật, hoặc nhựa có khả năng bị vi sinh vật phân giải, hoặc hội đủ cả hai. PLA thuộc nhóm hội đủ cả hai điều kiện: vừa có gốc thực vật, vừa có thể phân hủy khi gặp môi trường thích hợp. Chính vì thế PLA thường được nhắc tới đầu tiên mỗi khi bàn về nhựa sinh học.

Tuy vậy, cần tách bạch hai khái niệm. “Gốc sinh học” nói về nguyên liệu đầu vào, còn “phân hủy sinh học” nói về số phận của vật liệu sau khi bỏ đi. Một loại nhựa có thể làm từ mía nhưng không hề phân hủy, và ngược lại có loại nhựa gốc dầu vẫn phân hủy được. Nếu muốn so sánh rộng hơn giữa các dòng vật liệu này, bạn có thể đọc thêm bài về nhựa phân hủy sinh học.

PLA được sản xuất như thế nào?

Quy trình làm ra hạt nhựa PLA đi qua ba chặng chính:

• Lấy đường từ cây trồng: tinh bột bắp, khoai mì hoặc nước mía được xử lý để thu đường glucose.
• Lên men thành axit lactic: vi khuẩn chuyển đường thành axit lactic, cũng là chất tạo vị chua trong sữa chua hay dưa muối.
• Trùng hợp thành polyme: các phân tử axit lactic được nối lại thành mạch dài, cho ra hạt nhựa PLA.

Hạt nhựa sau đó được các xưởng gia công đem đi tạo hình gần giống nhựa thông thường. Đây là lợi thế đáng kể: nhiều dây chuyền ép phun, thổi màng hiện có chỉ cần điều chỉnh thông số là chạy được PLA, không phải đầu tư lại từ đầu. Tùy cách pha phụ gia và mức độ kết tinh, PLA có thể trong suốt như thủy tinh hoặc đục màu, mềm dẻo hơn hoặc cứng hơn. Vì vậy hai món đồ cùng ghi “PLA” vẫn có thể khác nhau khá nhiều về độ bền và khả năng chịu nhiệt.

Đặc tính chính của nhựa PLA

Muốn biết PLA hợp với việc gì, cần nhìn vào vài đặc tính cơ bản. Thông số cụ thể thay đổi theo từng mác nhựa và nhà sản xuất, nên phần này tập trung vào xu hướng chung để bạn dễ hình dung khi cầm một món đồ PLA trên tay.

• Cứng và trong: PLA nguyên chất cho bề mặt bóng, trong, cầm chắc tay, nhìn khá giống ly nhựa PET hay PS.
• Dễ tạo hình: nhựa chảy ở nhiệt độ tương đối thấp, ít co ngót, nên được chuộng trong in 3D và đúc chi tiết nhỏ.
• Chịu nhiệt kém: PLA mềm ra khi gặp nước nóng hoặc để trong xe hơi đậu ngoài nắng.
• Giòn hơn PP, PE: khi bị va đập mạnh, đồ PLA dễ nứt, gãy thay vì cong lại.
• Nhạy với độ ẩm: hạt nhựa và sợi PLA hút ẩm từ không khí, cần bảo quản kín trước khi gia công.

Nhựa PLA chịu nhiệt được không?

Câu trả lời ngắn gọn là PLA chịu nhiệt kém hơn nhựa PP và nhiều loại nhựa gia dụng khác. Ly PLA đựng nước đá, trà sữa lạnh thì ổn, nhưng rót cà phê nóng vào hay bỏ quên trong cốp xe giữa trưa thì ly có thể mềm, méo hoặc chảy xệ.

Một số nhà sản xuất cải thiện điểm yếu này bằng cách tăng độ kết tinh hoặc pha thêm phụ gia, tạo ra các dòng PLA chịu nhiệt tốt hơn. Những dòng này thường mắc hơn, và không phải nơi bán nào cũng ghi rõ. Khi mua đồ PLA dùng cho thực phẩm, hãy đọc nhãn xem nhà sản xuất cho phép đựng đồ ở nhiệt độ nào. Nếu nhãn không ghi, cách an toàn nhất là chỉ dùng cho đồ nguội và đồ lạnh.

PLA có an toàn khi đựng thực phẩm không?

PLA được dùng rộng rãi làm ly, hộp, màng bọc thực phẩm ở nhiều nước, một phần vì nguyên liệu gốc là axit lactic, chất vốn có trong thực phẩm lên men. Tuy vậy, độ an toàn của từng món đồ còn phụ thuộc phụ gia, chất tạo màu và quy trình của nơi sản xuất ra nó.

Nên chọn sản phẩm có nguồn gốc rõ ràng, có ghi dùng cho thực phẩm và dùng đúng mục đích in trên bao bì, thay vì chỉ tin vào chữ “sinh học”. Cũng như nhựa thường, hàng trôi nổi không nhãn mác là thứ nên tránh; cách nhận diện nhựa kém chất lượng có trong bài nhựa chết là gì và cách phân biệt.

Ưu điểm và nhược điểm của nhựa PLA

Đặt lên bàn cân, PLA có những điểm mạnh rõ ràng nhưng cũng kèm giới hạn mà người mua hay bỏ qua. Bảng dưới đây tóm gọn từng tiêu chí để dễ so sánh.

Ưu điểm nổi bật của PLA là gì?

Ưu điểm lớn nhất nằm ở nguồn gốc. Vì làm từ cây trồng, PLA giảm phụ thuộc vào dầu mỏ so với nhựa thông thường. Khi được thu gom riêng và đưa vào lò ủ công nghiệp, PLA có thể phân giải thành nước, khí CO2 và mùn, một kết thúc gọn gàng hơn nhiều so với nhựa gốc dầu nằm rất lâu trong đất.

Về mặt sử dụng, PLA dễ gia công, cho sản phẩm đẹp, trong và cứng cáp. Với người mới chơi in 3D, đây gần như là vật liệu nhập môn vì ít cong vênh, không đòi hỏi máy móc phức tạp và mùi khi in khá nhẹ. Với nhà sản xuất bao bì, PLA cho phép làm ly, hộp trong suốt có hình thức không thua nhựa thường.

Nhược điểm cần biết trước khi dùng

Nhược điểm dễ thấy nhất là giòn và không chịu được nóng. Đồ PLA không hợp cho việc phải chịu va đập liên tục, chịu nóng hay để ngoài trời lâu ngày. PLA cũng hút ẩm; hạt nhựa hay cuộn sợi để hở trong không khí ẩm, như những ngày nồm ở miền Bắc, dễ bị giảm chất lượng khi in hoặc ép.

Điểm thứ hai là chuyện phân hủy hay bị hiểu sai. Nhiều người nghĩ cứ vứt ly PLA ra vườn là vài tháng sau nó biến mất. Thực tế PLA cần nhiệt độ, độ ẩm và hệ vi sinh của lò ủ công nghiệp mới phân hủy nhanh. Cuối cùng, giá PLA thường cao hơn nhựa phổ thông, nên khó thay thế hoàn toàn trong các mặt hàng giá rẻ.

Ứng dụng phổ biến của nhựa PLA

Nhờ dễ tạo hình và có nguồn gốc thực vật, PLA xuất hiện ở khá nhiều lĩnh vực. Điểm chung là hợp với hàng dùng ngắn ngày, không chịu nóng và không chịu lực lớn.

• Bao bì thực phẩm: ly đựng nước lạnh, nắp ly, hộp đựng salad, khay trái cây, màng bọc trong suốt.
• Đồ dùng một lần: ống hút, muỗng, nĩa, que khuấy ở quán cà phê, tiệc sự kiện.
• Sợi in 3D: loại sợi rất phổ biến cho máy in FDM, tức công nghệ đùn sợi nhựa nóng chảy để in từng lớp.
• Dệt may và vải không dệt: PLA có thể kéo thành sợi để làm vải, túi lọc trà, khăn lau.
• Y sinh: chỉ khâu tự tiêu và một số chi tiết cấy ghép tạm thời dùng các dạng PLA tinh khiết chuyên dụng.

Hai nhóm cuối đòi hỏi mác nhựa và quy trình sản xuất riêng, khác hẳn hạt PLA dùng làm ly nhựa hay sợi in 3D thông thường.

Vì sao PLA được ưa chuộng trong in 3D?

Với máy in 3D gia đình và văn phòng, PLA gần như là lựa chọn mặc định. Nhựa chảy đều ở nhiệt độ vừa phải, bám bàn in tốt, ít co rút nên mô hình ít bị cong mép. Màu sắc đa dạng, bề mặt in mịn, mùi khi in nhẹ hơn nhựa ABS.

Hạn chế là chi tiết in bằng PLA không hợp để ngoài nắng hay làm bộ phận chịu lực, chịu nhiệt. Một giá treo in bằng PLA đặt trong phòng máy lạnh có thể dùng rất lâu, nhưng cùng chi tiết đó gắn trên xe máy dựng ngoài nắng thì dễ cong vênh. Khi cần bền hơn, người ta thường chuyển sang PETG, ABS hoặc nhựa kỹ thuật khác.

PLA có dùng cho bồn bể, đường ống công nghiệp không?

PLA không phải vật liệu phù hợp cho bồn chứa hóa chất, đường ống dẫn khí thải hay thiết bị xử lý nước thải. Những hạng mục này cần độ bền nhiều năm, chịu hóa chất, chịu thời tiết và va đập, đúng những điểm PLA còn yếu. Một vật liệu có thể phân hủy cũng không phải thứ người ta muốn dùng cho bồn chứa phải đứng ngoài trời lâu dài.

Với công trình công nghiệp, nhựa PP, PVC, PE hoặc composite vẫn là lựa chọn quen thuộc, chẳng hạn các dòng bồn bể nhựa PP, PVC, PE hay thiết bị trong nhóm sản phẩm môi trường. Chọn đúng vật liệu cho đúng việc cũng là một cách giảm rác nhựa, vì thiết bị bền thì ít phải thay mới.

PLA có thật sự thân thiện môi trường?

Câu trả lời công bằng là PLA thân thiện hơn nhựa gốc dầu ở một số khía cạnh, nhưng chỉ khi được dùng và xử lý đúng. Gắn nhãn “sinh học” không tự động biến một món đồ thành vô hại. So với những hệ lụy đã nêu trong bài các tác hại của nhựa đến môi trường, PLA giảm được một phần gánh nặng, chứ không xóa bỏ hoàn toàn.

Nhựa PLA có tự phân hủy ngoài tự nhiên không?

PLA chỉ phân hủy nhanh trong ủ công nghiệp, nơi đống ủ được giữ ở nhiệt độ cao, độ ẩm ổn định và có hệ vi sinh phù hợp. Vứt ở bãi rác thường, chôn trong vườn nhà hay trôi ra sông, PLA phân hủy rất chậm và vẫn có thể vỡ thành mảnh nhỏ như nhựa thông thường. Đống phân ủ ở nhà thường không đủ nóng để xử lý PLA hiệu quả.

Ở nhiều nơi, rác sinh hoạt vẫn được thu gom chung, nên ly muỗng PLA sau khi dùng thường đi cùng rác khác tới bãi chôn lấp hoặc lò đốt. Hiểu rõ điều này giúp tránh tâm lý xài thoải mái vì nghĩ đằng nào nó cũng tự tiêu.

Nhựa PLA có tái chế được không?

Về kỹ thuật, PLA tái chế được bằng cách nghiền rồi nấu chảy lại, hoặc phân giải hóa học về axit lactic để làm nhựa mới. Khó khăn nằm ở khâu phân loại: PLA nhìn rất giống PET, nếu lẫn vào dòng PET tái chế sẽ làm giảm chất lượng cả mẻ nhựa. Trên ký hiệu tái chế, PLA thường xếp vào nhóm số 7, tức nhóm “nhựa khác”, nên ít cơ sở thu mua. Các con đường xử lý nhựa sau sử dụng được trình bày kỹ trong bài các phương pháp tái chế nhựa hiện nay.

PLA khác gì nhựa eco?

“Nhựa eco” là cách gọi thương mại khá rộng, có thể chỉ nhựa pha phụ gia giúp phân rã, nhựa tái chế hoặc nhựa sinh học. Trong khi đó, PLA là một vật liệu cụ thể với thành phần hóa học xác định. Khi thấy chữ eco trên bao bì, nên hỏi rõ làm từ gì; bài nhựa eco là gì, đặc điểm và phân loại giúp bạn phân biệt dễ hơn. Ngoài PLA, còn có các dòng nhựa phân hủy sinh học khác như PHA, PBAT hay nhựa tinh bột, mỗi loại cần điều kiện phân hủy riêng.

Cách dùng và bỏ đồ PLA cho đúng

• Dùng ly, hộp PLA cho đồ lạnh, đồ nguội; không rót nước sôi, không hâm nóng.
• Cất sợi in 3D và hạt nhựa PLA trong túi kín có gói hút ẩm.
• Ưu tiên dùng lại món đồ PLA còn tốt thay vì bỏ ngay sau một lần.
• Không bỏ PLA lẫn vào chai PET khi gom đồ đi bán ve chai.
• Nơi có điểm thu gom bao bì phân hủy sinh học thì nên bỏ riêng vào đó.

Câu hỏi thường gặp về nhựa PLA

Nhựa PLA có độc không?

PLA có gốc từ axit lactic, chất vốn có trong thực phẩm lên men, nên được dùng phổ biến làm bao bì thực phẩm ở nhiều nước. Dù vậy, mức độ an toàn của từng sản phẩm còn tùy phụ gia, màu và quy trình sản xuất. Nên chọn hàng có nguồn gốc rõ ràng, ghi dùng cho thực phẩm, và dùng đúng hướng dẫn, nhất là không dùng cho đồ nóng nếu nhãn không cho phép.

Làm sao biết ly nhựa có phải PLA hay không?

Cách chắc chắn nhất là xem nhãn hoặc ký hiệu in dưới đáy. Ly PLA thường ghi rõ chữ PLA, kèm ký hiệu nhóm nhựa số 7 hoặc dòng chữ cho biết có thể ủ phân hủy. Nhìn bằng mắt thì rất khó phân biệt với ly PET vì cả hai đều trong. Nếu không có thông tin, đừng mặc định chiếc ly nào in hình lá cây cũng là PLA.

Đồ PLA có cho vô lò vi sóng được không?

Phần lớn đồ PLA thông thường không nên cho vô lò vi sóng, vì nhựa mềm ra khi gặp nóng và dễ biến dạng. Một số dòng PLA được cải tiến để chịu nhiệt tốt hơn, nhưng chỉ nên hâm khi nhà sản xuất ghi rõ là dùng được trong lò vi sóng. Khi không chắc, hãy chuyển thức ăn sang chén sứ hoặc đồ thủy tinh trước khi hâm.

Món đồ in 3D bằng PLA dùng được bao lâu?

Tuổi thọ phụ thuộc nhiều vào điều kiện sử dụng. Đặt trong nhà, tránh nắng và tránh nóng, chi tiết PLA có thể giữ hình dạng khá lâu. Để ngoài trời, trong xe hơi hoặc gần nguồn nhiệt, PLA nhanh cong vênh, bạc màu và giòn hơn. Với chi tiết cần dùng ngoài trời hoặc chịu lực, nên chọn vật liệu bền nhiệt hơn ngay từ đầu.

PLA có thay thế được nhựa PP, PE không?

PLA thay thế được một phần nhựa PP, PE ở hàng dùng ngắn ngày như ly lạnh, hộp đựng, màng bọc. Với sản phẩm cần bền nhiều năm, chịu hóa chất, chịu nóng hay chịu va đập như bồn bể, đường ống, thùng chứa công nghiệp, PP và PE vẫn phù hợp hơn. Mỗi loại nhựa có chỗ đứng riêng, không có vật liệu nào thay được tất cả.

Tóm lại về nhựa PLA

PLA là bước tiến đáng ghi nhận trong việc tìm nguồn nhựa ngoài dầu mỏ, nhưng giá trị của nó chỉ phát huy khi người dùng hiểu đúng giới hạn. Vài ý chính cần nhớ:

• PLA là nhựa sinh học làm từ đường, tinh bột của cây trồng qua lên men và trùng hợp.
• PLA cứng, trong, dễ tạo hình, hợp với bao bì, đồ dùng một lần và in 3D.
• Điểm yếu là giòn, chịu nhiệt kém, hút ẩm và giá thường mắc hơn nhựa phổ thông.
• PLA chỉ phân hủy nhanh trong lò ủ công nghiệp, không tự biến mất ngoài tự nhiên.
• Bồn bể, đường ống, thiết bị công nghiệp vẫn nên dùng PP, PVC, PE hoặc composite.

MTV Plastic với hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực gia công nhựa chuyên nghiệp tại Hà Nội, sẵn sàng giúp bạn chọn đúng loại nhựa cho bồn bể, thùng chứa và thiết bị môi trường. Liên hệ ngay MTV Plastic: Hotline 0918.710.622 để được tư vấn chi tiết về vật liệu và sản phẩm nhựa phù hợp, đồng thời nhận báo giá cạnh tranh nhất.