Đồ gia dụng và bao bì từ nhựa mang lại nhiều tiện lợi cho cuộc sống con người vì giá thành rẻ, đa dạng về hình dạng, màu sắc và có độ bền khác nhau. Do đó, chúng được sử dụng phổ biến trong xã hội hiện đại từ những vật dụng nhỏhàng ngày như: túi nhựa, ống hút, hộp đựng thực phẩm,... cho đến những vật dụng sinh hoạt như thau, bồn,... Thếnhưng, đằng sau sự tiện dụng đó chính là một mối nguy hại cho môi trường (Thanh et al., 2023). Do tính chất khó phân hủy nên ngay cả khi được chôn lấp vào đất, chúng vẫn tồn tại hàng trăm năm làm thay đổi tính chất vật lý của đất, đồng thời gây ô nhiễm môi trường đất, ảnh hưởng đ ến sự phát triển của cây trồng, theo thời gian sẽ bị phân rã thành những mảnh nhựa với rất nhiều kích cỡ khác nhau như: micro, nano, pico... Những mảnh vi nhựa này sẽ lẫn vào đất, môi trường và không khí... khiến cho các loài sinh vật biển, chính con người ăn phải, đưa chúng vào cơ thể đe dọa đến sức khỏe. Còn riêng với những loại rác thải nhựa đốt để xử lý, sinh ra các loại khí độc bao gồm khí dioxin, furan... ảnh hưởng rất lớn đến tuyến nội tiết, giảm khả năng miễn dịch, thậm chí gây ung thư (Thanh et al., 2023). Mặt khác, đa số các loại nhựa hiện nay được tổng hợp từ nguồn nguyên liệu hoá thạch (dầu mỏ); các nguồn nguyên liệu này sẽ cạn kiệt trong tương lai và làm hạn chế sự phát triển bền vững (Rauilya & Ilshat, 2022).

Với những vấn đề trên, các loại nhựa (polymer) được tổng hợp từ các nguồn nguyên liệu sinh học (biobased)- chủ yếu là sản phẩm hoặc phụ phẩm từcác loại cây nông nghiệp hoặc nông nghiệp như ngô, củ cải đường, mía,..., hoặc các loại cây công nghiệp như thông,...) đã và đang được nghiên cứu để giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn tài nguyên hóa thạch đang hạn chế và tạ o được loại polymer có khảnăng phân huỷ sinh học nhằm mục tiêu giải quyết các vấn đề trên. Trong tương lai, các loại polymer này sẽ trởnên phổ biến và dần thay thế các loại polymer tổng hợp từ nguồn nguyên liệu hoá thạch nhằm giải quyết vấn đề môi trường và phát triển bền vững (Arif, 2022; Rauilya & Ilshat, 2022).

Hiện nay, nhựa polyester sinh học đang được nghiên cứu rộng rãi bởi những khả năng của nó trong việc sử dụng thực vật sinh khối để sản xuất nhựa sinh học tạo thành (Zhang, 2021). Trong đó,có thể kể tới như việc nghiên cứu của Roohi et al. (2018) về polyhydroxybutyrat (PHB) có khảnăng phân hủy sinh học đư ợc ứng dụng trong cấy ghép y tế và hệ thống phân phối thuốc có kiểm soát hoặc là dù bằng nhựa polyester có những đ ặc tính tốt như có khả năng phân hủy sinh học nhưng thị phần của poly (butylene succinate) và các polyester có khảnăng phân hủy sinh học có liên quan vào cuộc sống hàng ngày dường như khá chậm chủ yếu do giá thành tương đối cao. Để vượt qua khó khăn này, các nhà khoa học đã nghiên cứu việc bổ sung tinh bột có thể phân hủy sinh học với chi phí thấp vào poly (butylene succinate-co-butylene adipate) như cách để sản xuất các hợp chất có khảnăng phân hủy sinh học với khả năng cạnh tranh về chi phí, đồng thời duy trì các tính chất cơ học và khả năng xử lý tốt. Tiến sĩ Lee và các cộng sự đã tổng hợp một loạt các copolyester béo/thơm bằng cách đa tụ acid succinic, dimethyl terephthalate và 1,4- butanediol, đồng thời đánh giá các đặc tính vật liệu và khả năng phân hủy sinh học của chúng (Okada, 2002).

Xuất phát từ các vấn đềnêu trên, đề tài này tập trung nghiên cứu tổng hợp nhựa polyester sinh học từ nhựa thông maleic (Kay et al., 1984, 1990; Gafvert et al., 1995; Rauilya & Ilshat, 2022), nhằm tạo ra khảnăng thay thế các sản phẩm có nguồn gốc từ nguồn hóa thạch đang cạn kiệt, góp phần giảm thiểu rác thải nhựa gây ô nhiễm môi trường. Sự hình thành nhựa nhiệt dẻo sinh học với chỉ số acid nhỏhơn 30 đã được xác nhận thông qua phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đ ổi Fourier (FTIR) và quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR).

Thông qua việc tổng hợp mono chloride nhựa thông maleic (RMA-Cl) bằng phản ứng giữa nhựa thông maleic (RMA) với SOCl2. Sau đó, RMA-Cl được phản ứng với 1,6- Hexandiol (HDO) (ở tỉ lệ đương lượng 2:3) để tạo thành polyester nhiệt dẻo sinh học với chỉ số acid nhỏ hơn 30. Cấu trúc của sản phẩm được phân tích bằng phương pháp phổ hồng ngoại(FTIR), và cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR).

Nghiên cứu này đã tổng hợp thành công polyester nhiệt dẻo sinh học từ 1,6- hexanediol (HDO) và monoacid chloride của nhựa thông maleic (RMA-Cl) với hiệu suất là 71,25% sau 8 giờ phản ứng. Đồng thời, trong cấu trúc nhựa thông vẫn còn nối đôi chưa bão hòa nhưng bị cản trở về mặt không gian, việc nghiên cứu này sẽđược tiếp tục trong các nghiên cứu tiếp theo. Ngoài ra, việc khám phá và tối ưu hóa thêm polyester nhiệt dẻo từ nhựa thông maleic hứa hẹn sẽ giải quyết các thách thức kỹ thuật đa d ạng trong nhiều ngành công nghiệp, mởđường cho các giải pháp vật liệu bền bỉ và tiết kiệm chi phí.