Nhựa nhân tạo đầu tiên được tạo ra bởi Alexander Parkes, người đã công khai trình diễn nó tại Triển lãm quốc tế lớn năm 1862 ở London. Vật liệu này, được gọi là Parkesine, là một vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ cellulose, một khi được nung nóng có thể được đúc và ổn định hình dạng khi được làm lạnh.
Celluloid là gì?
Celluloid có nguồn gốc từ cellulose và long não cồn. John Wesley Hyatt đã phát minh ra celluloid để thay thế ngà voi làm bóng bi-a vào năm 1868.
Nửa sau thế kỷ 19, hàng nghìn con voi bị giết nhằm thu hoạch ngà để tạo ra những quả bóng bi-a chất lượng cao. Mỗi cặp ngà voi chỉ có thể làm được một quả bóng bi-a. Điều đó có nghĩa là ít nhất hai con voi bị giết mới có được một bộ bóng. Thời điểm đó, đây là bộ môn dành cho tầng lớp thượng lưu châu Âu và Mỹ. Đến giữa thế kỷ 19, thế giới đã tiêu thụ ít nhất nửa tấn ngà voi để làm bóng bi-a.
Lo ngại voi sẽ khan hiếm và bị đe dọa giống nòi, các nhà nghiên cứu tìm giải pháp thay thế. Michael Phelan, cha đẻ của trò chơi bi-a Mỹ, muốn tìm cách sản xuất quả bóng bi-a rẻ hơn. Vào năm 1863, ông đã đăng một đoạn quảng cáo trên báo với giải thưởng 10.000 USD (khoảng 200.000 USD ngày nay) cho phát minh thay thế ngà voi.
John Wesley Hyatt, một nhà in trẻ chưa được đào tạo chính thức về hóa học, đã vượt qua thử thách này. Lần đầu tiên ông thử sử dụng một chất tự nhiên gọi là collodion sau khi làm đổ một chai celluloid và phát hiện ra rằng vật liệu này được sấy khô thành một bộ phim dẻo dai và linh hoạt. Tuy nhiên, vật liệu này không đủ mạnh để được sử dụng như một quả bóng bi-a mà không có thêm long não, một dẫn xuất của cây nguyệt quế cây celluloid được tạo ra khi chúng được kết hợp. Các celluloid mới có thể được đúc bằng nhiệt và áp suất thành một hình dạng bền.
Ông bắt đầu thử nghiệm nhiều dung môi khác nhau và sáu năm sau đó tình cờ phát hiện ra thứ gì đó sẽ biến đổi thế giới: celluloid, nhựa công nghiệp đầu tiên.
Celluloid tuy không phải chất liệu thay thế lý tưởng cho quả bóng ngà voi. Tuy nhiên celluloid lại nhanh chóng được sử dụng thay thế cho ngà voi làm các vật liệu hàng ngày khác. Nhựa có một số tính chất làm nó trở nên tiện dụng với cuộc sống hiện đại: có thể đúc thành nhiều hình dạng, tồn tại được ở dạng cứng hoặc mềm tùy ý. Nhựa không thấm nước nên không bị thối rữa như gỗ hay bị ăn mòn như kim loại; đa dạng màu sắc; có thể bắt chước nhiều vật liệu đắt tiền. Nhựa bền và quan trọng là chi phí sản xuất, giá thành thấp.
Thời điểm mới ra đời, nhựa có nhiều ưu điểm, ngăn chặn sự tàn lụi của loài voi. Nhựa còn cứu loài rùa khỏi việc trở thành nguyên liệu cung cấp làm lược. San hô cũng không còn là nguyên vật liệu duy nhất dùng làm trang sức.
Bên cạnh những quả bóng bi-a, celluloid trở nên nổi tiếng là bộ phim ảnh linh hoạt đầu tiên được sử dụng cho chụp ảnh tĩnh và hình ảnh chuyển động. Hyatt đã tạo ra celluloid trong một định dạng dải cho phim điện ảnh. Đến năm 1900, phim điện ảnh là một thị trường bùng nổ cho celluloid.
Nhựa Formaldehyd: Bakelite
Sau cellulose nitrate, formaldehyd là sản phẩm tiếp theo phát triển công nghệ nhựa. Khoảng năm 1897, những nỗ lực sản xuất bảng phấn trắng đã dẫn đến việc phát minh ra nhựa casein (protein sữa trộn với formaldehyd). Galalith và Erinoid là hai ví dụ thương hiệu ban đầu.
Năm 1899, Arthur Smith đã nhận được Bằng sáng chế 16.275 của Anh cho “nhựa phenol-formaldehyd để sử dụng làm chất thay thế ebonite trong cách điện”, bằng sáng chế đầu tiên để xử lý nhựa formaldehyd. Tuy nhiên, vào năm 1907, Leo Hendrik Baekeland đã cải tiến kỹ thuật phản ứng phenol-formaldehyd và phát minh ra nhựa tổng hợp hoàn toàn đầu tiên để thành công về mặt thương mại dưới tên thương mại Bakelite.
Mốc thời gian lịch sử sự ra đời của nhựa
Dưới đây là một dòng thời gian ngắn về sự phát triển của nhựa.
Tiền chất
1839 – Cao su tự nhiên – Phương pháp chế biến được phát minh bởi Charles Goodyear
1843 – Vulcanite – Được phát minh bởi Thomas Hancock
1843 – Gutta-Percha – Được phát minh bởi William Abererie
1856 – Shellac – Được phát minh bởi Alfred Critchlow và Samuel Peck
1856 – Bois Durci – Được phát minh bởi Francois Charles Lepage
Bắt đầu kỷ nguyên nhựa với bán tổng hợp
1839 – Polystyrene hoặc PS – Được phát hiện bởi Eduard Simon
1862 – Parkesine – Được phát minh bởi Alexander Parkes
1863 – Cellulose Nitrate hoặc Celluloid – Được phát minh bởi John Wesley Hyatt
1872 – Polyvinyl Clorua hoặc PVC – Lần đầu tiên được tạo ra bởi Eugen Baumann
1894 – Viscose Rayon – Được phát minh bởi Charles Frederick Cross và Edward John Bevan
Nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt dẻo
1908 – Cellophane – Được phát minh bởi Jacques E. Brandenberger
1909 – Phenol-Formaldehyd thật sự đầu tiên (tên thương mại Bakelite) – Được phát minh bởi Leo Hendrik Baekeland
1926 – Vinyl hoặc PVC – Walter Semon đã phát minh ra nhựa PVC
1933 – Polyvinylidene clorua hoặc Saran, còn được gọi là PVDC – Tình cờ được phát hiện bởi Ralph Wiley, một nhân viên phòng thí nghiệm của Dow Chemical
1935 – Polyetylen hoặc LDPE mật độ thấp – Được phát minh bởi Reginald Gibson và Eric Fawcett
1936 – Acrylic hoặc Polymethyl Methacryit
1937 – Polyurethan (tên thương mại là Igamid cho vật liệu nhựa và Perlon cho sợi) – Otto Bayer và đồng nghiệp đã phát hiện và cấp bằng sáng chế hóa học của polyurethan
1938 – Polystyrene được đưa vào sử dụng
1938 – Polytetrafluoroetylen hoặc PTFE (tên thương mại là Teflon) – Được phát minh bởi Roy Plunkett
1939 – Nylon và Neoprene – Được coi là sự thay thế cho lụa và cao su tổng hợp tương ứng, được phát minh bởi Wallace Hume Carothers
1941 – Polyetylen Terephthalate hoặc Pet – Được phát minh bởi Whinfield và Dickson
1942 – Polyetylen mật độ thấp
1942 – Polyester không bão hòa còn được gọi là PET – Được cấp bằng sáng chế bởi John Rex Whinfield và James Tennant Dickson
1951 – Polyetylen hoặc HDPE mật độ cao (tên thương mại là Marlex) – Được phát minh bởi Paul Hogan và Robert Banks
1951 – Polypropylen hoặc PP – Được phát minh bởi Paul Hogan và Robert Banks
1953 – Saran Wrap được giới thiệu bởi Dow Chemicals
1954 – Xốp (một loại bọt polystyrene có bọt) – Được phát minh bởi Ray McIntire cho Dow Chemical
1964 – Polyimide
1970 – Polyester nhiệt dẻo – bao gồm Dacron, Mylar, Melinex, Teijin và Tetoron đã đăng ký nhãn hiệu
1978 – Polyetylen mật độ tuyến tính thấp
1985 – Polyme tinh thể lỏng
Thế giới chào đón nhựa với tâm thế tích cực. Một ấn bản nổi tiếng năm 1955 của tạp chí LIFE đã khen ngợi chất liệu nhựa dùng một lần. Bài báo đính kèm hình ảnh một gia đình hạnh phúc với nhiều vật dụng bằng nhựa dùng một lần. Nội dung bài viết rằng sẽ mất 40 giờ để làm sạch những vật dụng gia đình, nhưng giờ đây các bà nội trợ không cần bận tâm bởi tất cả đều bị vứt đi sau khi sử dụng.
Tuy nhiên hiện tại, những lý tưởng của nhựa khi mới phát minh không còn như trước. Thay vào đó là những vấn đề không lường trước được do nhựa dùng một lần gây ra. Hiện nay, khoảng 300 triệu tấn nhựa được sản xuất mỗi năm và con số này dự kiến sẽ còn tăng lên. Số lượng nhựa khổng lồ này sẽ nhanh chóng trở thành rác thải do tính chất thường dùng một lần. Việc này khiến vòng đời của nhựa ngắn ngủi trong khi thời gian phân hủy của chúng lên tới hàng trăm năm. Ước tính có tám triệu tấn rác thải nhựa tìm đến các đại dương hàng năm và nhiều sản phẩm từ nhựa khác đang làm ô nhiễm đất. Kết quả nhựa lại chính là nguyên nhân gây hại và giết chết các động vật, trong khi trước đó lý do nhựa từng được sinh ra là để cứu chúng.
Trước tình trạng này, môi trường thiên nhiên cần một giải pháp cho vấn đề ô nhiễm nhựa. Chính phủ, các học giả, doanh nghiệp và tổ chức phi chính phủ đấu tranh để tìm ra hướng giải quyết bền vững cho môi trường. Một giải pháp được đưa ra và ủng hộ đó là sử dụng nhựa tái sinh. Đây là loại vật liệu đã tồn tại sẵn và không cần sản xuất mới, giúp giải quyết đặc tính dùng một lần của nhựa, vốn là nguyên nhân chính gây hại cho cho môi trường.
Nhựa sau khi sử dụng được thu gom đem đi phân loại và nghiền riêng theo từng loại. Nhựa sau khi nghiền sẽ được khử trùng để thổi thành chai nhựa chất lượng cao. Vì vậy, người tiêu dùng có thể yên tâm với loại nguyên liệu thay thế này, chất lượng không khác biệt so với nhựa sản xuất lần đầu.
Nhựa tái sinh tưởng như khái niệm xa vời nhưng vật liệu này đã bắt đầu được một vài nhãn hàng trong nước sử dụng trong sản xuất. Nước rửa chén Sunlight cùng tập đoàn Unilever đã sử dụng bao bì nhựa tái sinh trong ngành hàng tiêu dùng nhanh.
Theo đại diện của nhãn hàng Sunlight, trước vấn nạn ô nhiễm rác thải nhựa, nhãn hàng đã nhanh chóng hành động. Theo đó, từ năm 2019, 100% vỏ chai Sunlight được làm từ nhựa tái sinh, tương đương với 289 triệu chai nhựa đã được tái sinh, 3.340 tấn nhựa đã được cắt giảm. Sunlight cam kết cùng với Unilever cắt giảm 50% số lượng nhựa đang sử dụng. Số lượng nhựa đã thu thập và tái sinh nhiều hơn toàn bộ số lượng bao bì nhựa đã bán ra thị trường, để thực hiện cam kết không rác thải nhựa ra môi trường.
