Nhựa là gì? Đâu là sự khác nhau giữa cao su và nhựa

Nhựa là gì?

Nhựa (Plastic) được định nghĩa là một polyme tổng hợp hoặc bán tổng hợp — nói cách khác là cao su tổng hợp hoặc bán tổng hợp. Đặc điểm chính là dẻo, dễ đúc và tạo hình bằng nhiệt và áp suất.

Hiện nay, đa số nhựa được tổng hợp từ sản phẩm dầu mỏ, với một số ít được làm từ nguyên liệu tái tạo như axit polylactic từ ngô hoặc xenlulo từ xơ bông.

Ứng dụng chính: bao bì, đường ống nước, đồ dùng nội thất, y tế, ô tô. Tuy nhiên, nhựa đang gây lo ngại về tốc độ phân hủy chậm và ô nhiễm môi trường.

Thuộc tính phân loại nhựa

Nhựa được phân loại theo: cấu trúc hóa học của mạch polyme; quá trình hóa học trong tổng hợp; tính chất vật lý, hóa học (độ cứng, tỷ trọng, độ bền kéo, khả năng chịu nhiệt); và chất lượng liên quan đến sản xuất hoặc thiết kế sản phẩm.

Nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn

Nhựa nhiệt dẻo: khi nung nóng, thành phần của chúng không bị biến đổi hóa học và do đó có thể được đúc lại nhiều lần. Ví dụ: PE, PP, PS, PVC.

Nhựa nhiệt rắn: bị biến đổi tính chất khi nung nóng, với phản ứng hóa học không thể đảo ngược. Ví dụ điển hình là quá trình lưu hóa cao su.

Nhựa vô định hình và tinh thể

Nhựa vô định hình hoàn toàn không có hình dạng cụ thể (polystyren, polymetyl metacrylat). Một số loại nhựa vừa có phần tinh thể vừa có phần vô định hình trong cấu trúc phân tử, có điểm nóng chảy và điểm đông đặc rõ ràng (PE, PP, PVC, nylon, polyeste).

Nhựa dẫn điện

Một số loại nhựa có khả năng dẫn điện, được sử dụng trong bán dẫn, màn hình LED, pin năng lượng mặt trời. Ví dụ: polyacetylen có độ dẫn điện lên đến 80 kS/cm.

Nhựa phân hủy sinh học và nhựa sinh học

Nhựa phân hủy sinh học: bị phân hủy khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, bức xạ cực tím, nước hoặc độ ẩm, vi khuẩn, enzym.

Nhựa sinh học: được làm từ nguyên liệu thực vật có thể tái tạo như xenlulo và tinh bột. Sản lượng ước tính khoảng 327.000 tấn/năm, so với hơn 150 triệu tấn/năm của PE và PP từ dầu mỏ (số liệu năm 2015).

Các loại nhựa được sử dụng hiện nay

Nhựa thông thường

• Polyamit (PA): sợi, lông bàn chải đánh răng, ống, dây câu, bộ phận máy.
• Polycarbonate (PC): đĩa CD, kính đeo mắt, lá chắn chống bạo động, cửa sổ an ninh.
• Polyester (PES): sợi và vải dệt.
• Polyethylene (PE): túi siêu thị, chai nhựa.
• Polyethylene mật độ cao (HDPE): chai đựng chất tẩy rửa, bình đựng sữa.
• Polyethylene mật độ thấp (LDPE): đồ gỗ ngoài trời, vách ngăn, rèm phòng tắm.
• Polyethylene terephthalate (PET): chai nước uống, lọ đựng bơ đậu phộng.
• Polypropylene (PP): nắp chai, ống hút, hộp đựng sữa chua, thiết bị gia dụng.
• Polystyrene (PS): hạt xốp, hộp đựng thực phẩm, cốc, đĩa dùng một lần.
• Polystyrene tác động cao (HIPS): lót tủ lạnh, bao bì thực phẩm.
• Polyurethanes (PU): bọt đệm, bọt cách nhiệt, lớp phủ bề mặt.
• Polyvinyl clorua (PVC): ống nước, dây cáp điện, rèm tắm.
• Polyvinylidene clorua (PVDC): bao bì thực phẩm.
• Acrylonitrile butadiene styrene (ABS): hộp đựng thiết bị điện tử, ống thoát nước.
• PC + ABS: bộ phận ô tô, thân điện thoại di động.
• PE + ABS: ổ trục khô công suất thấp.

Nhựa đặc biệt

• Polyepoxide (epoxy): chất kết dính, chất làm bầu điện.
• Polymethyl methacrylate (PMMA/acrylic): kính áp tròng, kính dán, bộ khuếch tán ánh sáng.
• Polytetrafluoroethylene (PTFE/Teflon): lớp phủ chịu nhiệt, bề mặt chống dính cho chảo rán.
• Phenolics (PF): cách điện, bọt cách nhiệt, sản phẩm giấy laminate.
• Melamine formaldehyde (MF): khuôn đúc, lớp bề mặt trang trí.
• Urê-formaldehit (UF): chất kết dính gỗ, vỏ công tắc điện.
• Polyetheretherketone (PEEK): ứng dụng cấy ghép y tế, khuôn đúc hàng không vũ trụ.
• Polyetherimide (PEI/Ultem): polyme ổn định hóa học ở nhiệt độ cao.
• Polyimide: nhựa nhiệt độ cao, băng Kapton.
• Vật liệu plastarch: nhựa có thể phân hủy sinh học từ tinh bột ngô.
• Axit polylactic (PLA): nhựa nhiệt dẻo có thể phân hủy sinh học từ ngô.
• Furan: nhựa sinh học cho cát đúc và vật liệu tổng hợp.
• Silicone poly: nhựa chịu nhiệt, chất trám khe, dụng cụ nấu ăn.
• Polysulfone: xử lý nóng chảy ở nhiệt độ cao, dùng trong màng và vật liệu lọc.
• Polydiketoenamine (PDK): nhựa mới có thể định hình lại vô tận.

Sự khác nhau giữa nhựa và cao su

Sự khác biệt chính giữa nhựa và cao su là nhựa về cơ bản là một polyme tổng hợp, trong khi cao su có thể được tìm thấy như một polyme tự nhiên hoặc có thể được sản xuất như một polyme tổng hợp.

Tính dẻo và đàn hồi

Nhựa nổi bật với tính dẻo, khả năng tạo khuôn và tạo hình bằng nhiệt và áp suất, trong khi cao su nổi bật với tính đàn hồi, khả năng tạo khuôn kém hơn hẳn nhựa.

Ứng dụng: nhựa được sử dụng cho sản phẩm có tính định hình (bình chứa, dụng cụ); cao su cho sản phẩm mang tính đàn hồi, bền bỉ cao (lốp xe).

Độ an toàn, độc hại

Do tính trơ, độ bền hóa học tốt hơn so với cao su, độ độc hại của nhựa thấp hơn đáng kể so với cao su. Nhựa PC, PP, PES, PPSU được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm và y tế.

Sản xuất

Nhựa là một polyme nhân tạo 100%, không hề có trong tự nhiên, được sản xuất từ các sản phẩm dầu mỏ. Cao su tồn tại trong tự nhiên hoặc được tổng hợp (ví dụ cao su Buna).

Tái chế

Nhựa có khả năng tái chế và tái sử dụng cao, trong khi cao su chỉ được tái chế một phần, chủ yếu dùng làm chất độn. Chai lọ nhựa có thể tái chế thành sản phẩm mới; lốp xe cũ chỉ được tái chế một phần.

Tóm lược

Ngày nay sự xuất hiện của nhựa, cao su và các vật liệu polyme gần như hiện diện ở mọi khía cạnh của cuộc sống. Hiểu rõ bản chất và sự khác biệt giữa hai nhóm vật liệu này giúp lựa chọn sản phẩm phù hợp và an toàn hơn — xem thêm bài về ký hiệu nhựa an toàn.