nghiên cứu điều kiện tái chế plastic từ thiết bị điện tử thải bỏ phù hợp với điều kiện việt nam

đại học quốc gia hà nội
tr-ờng đại học khoa học tự nhiên
******






NGUYN TH THU NINH








Nghiên cứu IU KIN TI CH PLASTIC T THIT B
IN T THI B PH HP VI IU KIN
VIT NAM

Luận văn thạc sĩ khoa học










Hà Nội - 2012


đại học quốc gia hà nội
tr-ờng đại học khoa học tự nhiên





NGUYN TH THU NINH





Nghiên cứu IU KIN TI CH PLASTIC T THIT
B IN T THI B PH HP VI IU KIN
VIT NAM

Chuyên ngành: Hóa mụi trng
Mã số : 604441





Luận văn thạc sĩ khoa học





Ng-ời h-ớng dẫn khoa học: PGS.TS. Quang Trung





Hà Nội - 2012
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
73
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
PHẦN I: TỔNG QUAN 3
1. 1. Thực trạng quản lý và xử lý nhựa thải từ thiết bị điện tử 3
1.1.1. Tình hình quản lý chất thải điện tử trên thế giới 3
1.1.2. Đặc tính của nhựa trong thiết bị điện tử 5
1.1.3. Thực trạng phát sinh và quản lý nhựa thải từ thiết bị điện tử ở Việt Nam 12
1.1.4. Tình hình xử lý nhựa thải từ thiết bị điện tử ở Việt Nam 15
1.2. Công nghệ xử lý và tái chế nhựa 17
1.2.1. Tính chất hoá - lý của một số loại nhựa 17
1.2.1.1. Nhựa Acrylonitril butadien Styren (ABS) 17
1.2.1.2. Polyetylen (PE) 18
1.2.1.3. Nhựa Polyvinyl clorua (PVC) 20
1.2.1.4. Polypropylen (PP) 21
1.2.2. Giới thiệu một số phương pháp xử lý và tái chế nhựa 23
PHẦN II: THỰC NGHIỆM 31
2.1. Hoá chất, dụng cụ, thiết bị 31
2.1.1. Hoá chất và nguyên liệu 31
2.1.2. Dụng cụ và máy móc………………………………………………… 31
2.2. Xử lý nhựa ABS tái chế và nhựa bản mạch 31
2.2.1. Xử lý nhựa ABS tái chế 31
2.2.2. Xử lý nhựa bản mạch…………………………………………………….32
2.3. Chế tạo vật liệu compozit 32
2.4. Các phương pháp nghiên cứu 32
2.4.1. Phương pháp lưu biến trạng thái nóng chảy 32

Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
74

2.4.2. Phương pháp xác định tính chất cơ học 33
2.4.3. Phương pháp đo độ bền uốn của vật liệu 35
2.4.4. Phương pháp đo độ bền va đập 36
2.4.5. Phổ hồng ngoại phân tích chuỗi Fourie (FTIR) 37
2.4.6. Phương pháp kính hiển vi trường điện tử phát xạ (FESEM) 37
2.4.7. Các phương pháp phân tích nhiệt 38
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40
3.1. Khảo sát tái chế nhựa ở thôn Minh Khai - Như Quỳnh - Hưng Yên ( Làng
Khoai) 40
3.1.1. Giới thiệu về làng Khoai 40
3.1.2. Thực trạng thu gom và tái chế nhựa ở Minh Khai - Như Quỳnh - Hưng Yên
41
3.2. Khảo sát khả năng tái chế nhựa ABS 45
3.2.1. Phân tích đánh giá thành phần nhựa ABS nguyên chất và nhựa ABS tái chế
bằng phương pháp FTIR 45
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ pha trộn giữa nhựa ABS nguyên chất và nhựa
ABS tái chế 47
3.2.2.1. Tính chất lưu biến trạng thái nóng chảy của tỉ lệ pha trộn nhựa ABS
nguyên chất và nhựa ABS tái chế 47
3.2.2.2. Ảnh hưởng tỉ lệ pha trộn giữa nhựa ABS nguyên chất và nhựa ABS
tái chế đến tính chất cơ lý của compozit………………………………… 48
3.2.2.3. Phân tích nhiệt tổ hợp nhựa ABS với hàm lượng nhựa ABS tái chế
20% 51
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước bột nhựa bản mạch 52
3.2.3.1. Tính chất lưu biến trạng thái nóng chảy của tổ hợp nhựa khi trộn bột
nhựa bản mạch với các kích thước hạt khác nhau 52

Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên

75
3.2.3.2. Ảnh hưởng của kích thước bột nhựa bản mạch đến tính chất cơ lý
của compozit 53
3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng bột nhựa bản mạch nền tổ hợp nhựa
ABS 56
3.2.4.1. Tính chất lưu biến trạng thái nóng chảy của tổ hợp nhựa khi trộn
bột nhựa bản mạch với các hàm lượng khác nhau 56
3.2.4.2. Tính chất cơ lý của compozit. 57
3.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng axit stearic/ tổ hợp nhựa ABS /bột
nhựa bản mạch 61
3.2.5.1. Tính chất lưu biến trạng thái nóng chảy của tổ hợp nhựa khi trộn
nhựa bản mạch được biến tính bằng axit stearic. 61
3.2.5.2. Tính chất cơ lý của compozit………………………………………62
3.2.6. Khảo sát tính chất nhiệt của vật liệu 64
3.2.7. Khảo sát sự tương hợp pha của vật liệu compozit bằng kính hiển vi điện tử 65
KẾT LUẬN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69






Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
76
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Lượng nhựa thải ra từ các thiết bị điện, điện tử ở các nước châu Âu 4

Hình 1.2. Các loại nhựa được sử dụng trong các sản phẩm điện tử 6
Hình 1.3. Các phương pháp xử lý, tái chế nhựa phế thải 24
Hình 2.1. Máy trộn kín hai trục và hệ thống đo lưu biến trạng thái nóng chảy
Rheomix 610 33
Hình 2.2. Máy xác định tính chất cơ lý Tinius Olsen H100KU - Mỹ 33
Hình 2.3. Mẫu đo tính chất cơ lý 34
Hình 2.4. Máy đo độ bền va đập Radmana ITR 2000 – Australia 36
Hình 2.5. Máy đo phổ hồng ngoại NEXUS 670 (Mỹ) 37
Hình 2.6. Máy hiển vi trường điện tử phát xạ (FESEM) S-4800 38
Hình 2.7. Máy phân tích nhiệt Labsys - Setaram - Pháp 39
Hình 3.1. Vị trí làng Khoai 40
Hình 3.2. Quy trình xay, tạo hạt, sấy và đóng bao nhựa 43
Hình 3.3. Sơ đồ tái chế nhựa ở làng Khoai 43
Hình 3.4. Nguồn nước thải ra sau khi xử lý nhựa 44
Hình 3.5. Rác được chất đống và khói đốt bãi rác…………………………… 44
Hình 3.6. Phổ hồng ngoại của O.ABS 46
46
Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của mẫu nhựa R.ABS (máy tính) 46
Hình 3.8. Đồ thị mômen xoắn của tổ hợp nhựa ABS chứa 0%, 5 %, 10%, 15%,
20%, 25% R.ABS. 47
Hình 3.9. Đồ thị ứng suất biến dạng của mẫu tổ hợp nhựa ABS với hàm lượng
R.ABS là 0%(a), 5%(b), 10%(c), 15%(d), 20%(e), 25%(f) 49
Hình 3.10. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền kéo vào hàm lượng R.ABS 50
Hình 3.11. Đồ thị sự phụ thuộc độ dãn dài vào hàm lượng R.ABS 50
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
77
Hình 3.12. Giản đồ phân tích nhiệt của tổ hợp nhựa ABS 52
Hình 3.13. Đồ thị momen xoắn phụ thuộc vào kích thước NBM 53

Hình 3.14. Đồ thị ứng suất biến dạng của mẫu compozit trộn 10% NBM với kích
thước hạt 0,6 mm(a), 0,4mm(b), 0,2mm(c), 0,1mm(d) 54
Hình 3.15. Đồ thị sự phụ thuộc kích thước hạt tới độ bền kéo compozit 55
Hình 3.16. Đồ thị sự phụ thuộc kích thước hạt tới độ dãn dài của compozit 55
Hình 3.18. Đồ thị ứng suất biến dạng của compozit trộn 5% NBM (a), 10%
NBM (b), 15% NBM (c), 20% NBM (d), 25%(e) NBM 57
Hình 3.19. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền kéo vào hàm lượng NBM 58
Hình 3.20. Đồ thị sự phụ thuộc độ dãn dài vào hàm lượng NBM 58
Hình 3.21. Đồ thị sự phụ thuộc mô đun kéo vào hàm lượng NBM 59
Hình 3.22. Đồ thị đo độ bền uốn vật liệu compozit chứa hàm lượng NBM 0%(a),
5%(b), 10%(c), 15%(d), 20(e), 25%(f) 59
Hình 3.23. Đồ thị phụ thuộc độ bền uốn vào hàm lượng NBM 60
Hình 3.24. Đồ thị phụ thuộc năng lượng va đập vào hàm lượng NBM 60
Hình 3.25. Đồ thị momen xoắn phụ thuộc hàm lượng axit Stearic biến tính NBM
61
Hình 3.26. Đồ thị ứng suất biến dạng của compozit trộn axit stearic 1%(a), 62
3%(b), 5%(c) 62
Hình 3.27. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền kéo đứt và dãn dài vào 62
Hình 3.28. Đồ thị sự phụ thuộc mô đun kéo vào hàm lượng axit stearic 63
Hình 3.29. Đồ thị phụ thuộc độ bền uốn, va đập vào hàm lượng axit stearic khi
biến tính NBM 64
Hình 3.30. Giản đồ phân tích TGA của mẫu tổ hợp nhựa ABS(xanh),
ABS/15%NBM(đen), ABS/NBM/Stearic(đỏ) 65
Hình 3.31. Ảnh SEM của mẫu tổ hợp nhựa ABS (a), ABS/NBM (b),
ABS/NBM/stearic (c) 66


Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên

78

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử 11
Bảng 1.2. Một số tính chất cơ lý của ABS …………………………………… 17
Bảng 1.3. Một số tính chất của HDPE & LDPE ……………………………….19
Bảng 1.4. Một số tính chất cơ lý của PVC…………………………………… .20
Bảng 1.5. Một số tính chất cơ lý của PP ……………………………………….22
Bảng 1.6. Các loại nhựa được sử dụng trong các sản phẩm điện tử……………23
Bảng 3.1. Giá một số sản phẩm nhựa 41
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc tính chất cơ lý vào hàm lượng R.ABS 49
Bảng 3.3. Ảnh hướng kích thước hạt NBM tới tính chất cơ lý compozit 54
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc tính chất cơ lý của compozit vào hàm lượng NBM 58
Bảng 3.5. Độ bền uốn và năng lượng va đập của compozit vào hàm lượng NBM 60
Bảng 3.6. Sự phụ thuộc tính chất cơ lý của compozit vào hàm lượng axit Stearic 62
Bảng 3.7. Sự phụ thuộc độ bền uốn và năng lượng va đập của compozit vào
hàm lượng NBM……………………………………………………………… 60


Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
79
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ABS Polyacrynonitril-Butadien-Styren
O.ABS Nhựa Polyacrynonitril-Butadien-Styren nguyên chất
R.ABS Nhựa Polyacrynonitril-Butadien-Styren tái chế
HDPE Polyetylen tỷ trọng cao

LDPE Polyetylen tỷ trọng thấp
NBM Nhựa bản mạch
PC Polycacbonat
PET Polyetylen terephtalat
PP Polypropylen
PPE Polypropylen-etylen
PVC Polyvinylclorua
FESEM Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ
DSC Phân tích nhiệt vi sai
TGA Phân tích nhiệt trọng lượng
XRD Nhiễu xạ tia X
FTIR Phổ hồng ngoại phân tích chuỗi Fourier




Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
1
MỞ ĐẦU

Ngành điện tử ngày một phát triển, rác thải từ ngành này phát sinh ngày
một nhiều làm tăng nguy cơ ô nhiễm và độc hại tới môi trường. Tuy nhiên việc
xử lý rác thải điện tử đòi hỏi công nghệ phức tạp và chi phí khá tốn kém. Ngay ở
các quốc gia phát triển, chỉ một phần nhỏ rác thải điện tử được xử lý, còn lại sẽ
được thu gom và xuất sang các nước khác.
Ở Việt Nam, vấn đề rác thải điện tử hầu như chưa được quan tâm trong khi
nguy cơ từ loại rác thải này sẽ tăng nhanh trong thời gian tới. Hiện nay, việc thu
gom, phân loại, xử lý hay tái chế rác thải điện tử ở nước ta chủ yếu là diễn ra một

cách tự phát, vì lợi ích kinh tế là chính. Các làng nghề tái chế rác thải điện tử ở
nước ta đã có dấu hiệu về sự ô nhiễm đối với nguồn đất, nước như khu vực Minh
Khai - Văn Lâm - Hưng Yên hay khu Triều Khúc - Thanh Trì - Hà Nội. Trong
khi đó, chúng ta lại chưa có đầy đủ cơ sở pháp lý, vốn và các điều kiện cần thiết
cho xử lý và tái chế rác thải điện tử. Trước tình trạng đó, nếu chúng ta không chủ
động tìm ra các biện pháp xử lý, tái chế rác thải điện tử phù hợp cho các làng
nghề thì trong tương lai không xa, rác thải điện tử sẽ thực sự trở thành một mối
lo ngại lớn đối với nước ta.
Rác thải điện tử gồm 3 thành phần chính: kim loại, nhựa và thủy tinh. Trong
đó lượng nhựa thải ra tương đối nhiều chiếm khoảng 30% chỉ sau kim loại
(40%). Công nghệ xử lý bằng cách đốt, chôn lấp sẽ làm ô nhiễm, thoái hóa đất,
phát sinh các khí độc gây ảnh hưởng lớn đến con người và môi trường xung
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
2
(dioxin). Vì vậy cần có phương pháp xử lý tái chế hiệu quả và phù hợp với điều
kiện thực tế Việt Nam.
Cũng chính vì những lý do trên mà trong luận văn này, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu điều kiện tái chế plastic từ thiết bị điện tử thải bỏ phù hợp với điều
kiện Việt Nam. Mục đích của luận văn này là giảm thiểu ô nhiễm môi trường
đồng thời có thể ứng dụng để sản xuất các sản phẩm khác nhau tùy mục đích sử
dụng. Ngoài ra cũng có thể đem áp dụng cho các làng nghề tái chế nhựa ở Việt
Nam, vừa đạt hiệu quả kinh tế cao lại vừa đảm bảo không gây ô nhiễm.

Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
3
PHẦN I: TỔNG QUAN

1. 1. Thực trạng quản lý và xử lý nhựa thải từ thiết bị điện tử
1.1.1. Tình hình quản lý chất thải điện tử trên thế giới
Khoa học kỹ thuật phát triển đã kéo theo sự ra đời hàng loạt các thiết bị điện
tử. Tuy nhiên, do các thiết bị điện tử lạc hậu quá nhanh và nhu cầu sử dụng
chúng ngày càng nhiều mà chi phí tái chế loại rác này lại quá cao. Do đó hàng
năm, có một khối lượng rác khổng lồ từ 20-50 triệu tấn rác điện tử được thải ra
trên toàn thế giới, đe dọa nghiêm trọng đến vấn đề môi trường của con người.
Các nước phát triển là những nước thải rác điện tử nhiều nhất. Riêng tại Mỹ
hàng năm có đến 14-20 triệu máy tính cá nhân bị phế bỏ. Theo tổ chức bảo vệ
môi trường Mỹ, trong năm 2005, người tiêu dùng Mỹ đã thải ra gần 2 triệu tấn
rác điện tử. Tại nước Anh mỗi năm có khoảng 1,5 triệu chiếc máy tính bị thải ra
bãi rác tương đương 125.000 tấn thiết bị tin học. Canada năm 2005 thải ra
67.000 tấn máy tính, máy in, điện thoại di động là những thứ rác điện tử chứa
nhiều hóa chất độc. Tại Liên minh châu Âu (EU), khối lượng rác điện tử dự kiến
sẽ tăng 3 – 5% mỗi năm. Tại các nước đang phát triển lượng rác điện tử tăng gấp
3 lần vào năm 2011 [14, 16]. Còn số điện thoại di động thì sẽ vượt ngưỡng 2 tỷ
chiếc vào năm 2012 trên thế giới, trong khi tuổi đời sử dụng của chúng chỉ
khoảng 2 năm, như thế có thể thấy lượng rác thải sắp tới sẽ rất đáng kể. Các
quốc gia có ngành công nghiệp điện tử phát triển nhất thế giới như EU, Mỹ,
Nhật, Hàn Quốc, Australia là các quốc gia thải nhiều rác điện tử nhất.
Tại các nước châu Âu hàng năm thải ra một lượng nhựa phế thải khổng lồ.
Đức thải ra khoảng 127.000 tấn /năm, nhựa phế thải được tạo ra từ lĩnh vực điện
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
4
và điện tử, tiếp theo là Pháp và Anh, thải ra khoảng 98.000 và 93.000 tấn/năm,
tương ứng. Thụy Điển thải ra khoảng 13.000 tấn/năm [13].
0 50 100 150

1
Belg/Luxemb 25
Denmark 12
France 98
Germany 127
Greece 4
Ireland 2
Italy 75
Netherlands 29
Portugal 6
Spain 52
UK 93
Austria 15
Finland 9
Norway 3
Sweden 13
Switzerland 14

Hình 1.1. Lượng nhựa thải ra từ các thiết bị điện, điện tử ở các nước châu Âu
Nhưng thay vì tái chế tại chỗ, các nước này lại chọn cách nhanh gọn hơn:
xuất khẩu ra nước ngoài. Phần lớn loại rác thải điện tử được xuất khẩu sang
những quốc gia đang phát triển dưới dạng đồ cũ để bán lại hoặc tái chế. Theo
Greenpeace, từ 50% – 80% rác thải điện tử ở Mỹ được xuất khẩu sang Trung
Quốc, Ấn Độ và các quốc gia đang phát triển khác, trong đó có Việt Nam.
Vì lợi ích kinh tế, không ít quốc gia đang phát triển đã tiếp nhận và xử lý loại
rác thải này. Nhưng đi kèm với nó là hàng nghìn tấn phế liệu ẩn chứa rất nhiều
độc hại. Theo số liệu thống kê, hiện châu Á đã trở thành núi rác khổng lồ của thế
giới phát triển [1, 14, 16].
x 1000 tấn
Khoa Hóa học

Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
5
Chương trình môi trường Liên hợp quốc UNEP nhận định vấn đề then chốt
hiện nay là phải tạo ra một khuôn khổ toàn cầu về xử lý rác thải độc hại, kể cả
việc quản lý, theo dõi hoạt động vận chuyển rác thải để biết được nguồn gốc và
điểm đến của nguồn rác độc hại. Các tổ chức, các nhà khoa học đang nghiên cứu
và tìm ra kinh nghiệm xử lí các loại rác thải như máy tính, điện thoại, acquy, xe
hơi, tàu thủy, các linh kiện điện tử khác…[1]. Những giải pháp giúp giải quyết
tận gốc vấn đề rác thải điện tử là gắn trách nhiệm với nhà sản xuất việc làm này
sẽ mang lại hai lợi ích. Thứ nhất, các nhà sản xuất sẽ đưa chi phí quản lý rác thải
vào giá thành sản phẩm, sẽ thúc đẩy họ thay đổi thiết kế sản phẩm theo hướng
thân thiện với môi trường hơn và kéo dài vòng đời của sản phẩm. Thứ hai, các
nhà sản xuất sẽ buộc phải thiết kế các sản phẩm “sạch” hơn bằng cách loại bớt
các chất nguy hiểm, thay thế các chất gây hại bằng cách sử dụng các vật liệu
thay thế an toàn hơn.
1.1.2. Đặc tính của nhựa trong thiết bị điện tử
Nhựa trong các thiết bị điện và điện tử chiếm một tỷ lệ cao, ví dụ trong
nhiều loại điện thoại, ti vi và máy tính cá nhân. Tuy nhiên, cũng có nhiều thành
phần nhựa, nhựa có thể nằm bên trong thiết bị, là cơ sở để kết nối các linh kiện.
Tính chất cách điện của nhựa và độ bền kéo, độ bền va đập, độ bền uốn cao làm
cho nhựa trở thành vật liệu quan trọng sử dụng trong lĩnh vực điện tử. Ở Tây Âu,
lượng nhựa dùng cho ngành công nghiệp điện và điện tử là 2,78 triệu tấn trong
năm 2002 (Hiệp hội các nhà sản xuất nhựa ở châu Âu, năm 2003). Số lượng
nhựa phế thải của ngành công nghiệp điện và điện tử ước tính tăng lên khoảng
1,13 triệu tấn vào năm 2005 ở Tây Âu (Hiệp hội Các nhà sản xuất nhựa ở châu
Âu, năm 2000). Hai loại nhựa chính được sử dụng trong ngành điện tử là nhựa
nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo [11].
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh

Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
6
Nhựa trong các thiết bị điện tử được phân thành hai loại là: nhựa nhiệt dẻo
và nhựa nhiệt rắn [2].
- Nhựa nhiệt dẻo: có phạm vi ứng dụng rộng lớn hơn, chúng có thể nấu
chảy lại được và tạo ra được sản phẩm mới. Tính chất đó đã làm cho nhựa nhiệt
dẻo có nhiều khả năng tái chế hơn nhựa nhiệt rắn.
- Nhựa nhiệt rắn: thường được cắt vụn ra thành những miếng nhỏ khi tái
chế, bởi vì các nhựa loại này không thể bị đun nóng chảy lại được. Nhựa nhiệt
rắn được sử dụng làm các bảng mạch điện, các bộ phận vận hành điện,
Trong chất thải điện tử các thành phần nhựa chiếm tỷ lệ lớn thứ hai về khối
lượng (sau kim loại) và có khả năng tái chế thu hồi nguyên liệu cao. Tuy nhiên,
nhựa từ chất thải điện tử là loại nhựa kỹ thuật có nhiều đặc điểm và tính chất
khác biệt như khả năng chịu va đập, mài mòn, chống cháy, độ dẫn điện thấp…
Để xử lý tái chế cần phải có kỹ thuật xử lý đặc biệt.
Những loại nhựa được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp điện tử được
đưa ra trong hình 1.2.
HIPS 56%
ABS 20%
PPE 13%
Nhựa khác 11%

Hình 1.2. Các loại nhựa được sử dụng trong các sản phẩm điện tử
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
7
Qua biểu đồ trên ta thấy những loại nhựa được sử dụng chủ yếu trong công
nghiệp điện tử là: HIPS (56%), ABS (20%), PPE (11%) Do đó tiềm năng tái
chế các nhựa này là rất lớn. Các loại nhựa này có trong vỏ tivi và màn hình máy

tính…[11, 19].
Các vỏ tivi và màn hình máy tính thường được chế tạo từ nhựa tổng hợp
(cũng có thể một phần bằng kim loại, gỗ như trong các loại máy thế hệ cũ). Cho
đến nay chưa có dữ liệu thống nhất về thành phần hoá học của vỏ nhựa tổng hợp.
Tuy nhiên, có thể dự đoán các loại nhựa chủ yếu là ABS, ABS/PC, PVC, Noryl
và HIPS. Các loại nhựa này thường được halogen hoá có khả năng chống cháy và
bổ sung các chất độn, chất ổn định là hợp chất cadimi. Bề mặt lớp nhựa có thể
được sơn, mạ để làm giảm sự phát xạ điện từ trường. Chính các lớp phủ trên nhựa
làm cho chúng trở nên vô cùng độc hại. Nếu quá trình xử lý, tái chế không tiến
hành đúng phương pháp thì các chất độc hại này có thể bị dò rỉ ra ngoài, gây độc
hại cho môi trường và con người; điển hình như việc đốt cháy nhựa sẽ sinh ra khí
độc dioxin [11, 21]. Chất thải điện và điện tử gồm rất nhiều thành phần có kích
cỡ và hình dạng khác nhau, trong đó có một số thành phần có chứa các chất nguy
hại cần được xử lý riêng bảng 1.1 [2, 19].
Một số nhựa điển hình là: acrylonitril-butadien-styren đồng trùng hợp
(ABS), nhựa polycacbonat (PC), polyamit (PA), polyetilen terephthalate (PET),
cũng như một số vật liệu phát triển gần đây, chẳng hạn như polysunphone (PSV),
polyeteketon (PEEK) và polyimit. Những polyme này được ứng dụng nhiều
trong các thiết bị điện và điện tử. Dẫn đến, mỗi năm có một khối lượng lớn chất
thải từ các thiết bị này. Mặt khác, gần đây ủy ban Châu Âu (EC) ra chỉ thị chất
thải từ các thiết bị điện và điện tử nhằm thúc đẩy việc tái sử dụng, tái chế, giảm
thiểu và cũng yêu cầu các chất thải từ thiết bị điện và điện tử phải được phân
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
8
loại. Quy định này đưa ra nhằm giải quyết nhanh chóng việc gia tăng nguồn chất
thải phù hợp với các biện pháp của liên minh Châu Âu về bãi rác và chôn lấp
[16, 20].
Trong suốt những năm gần đây đã tiến hành nghiên cứu phát triển một số

phương pháp khác nhau để cho thấy được giá trị của WEEE. Trong hầu hết các
trường hợp, hàm lượng nhựa trong các thiết bị điện tử đã qua sử dụng vẫn có
những đặc tính hữu ích. Nhiều nhựa polyme trong các thiết bị điện đã sử dụng
nhưng có hai thành phần quan trọng nhất những sản phẩm đó là PC và ABS, PC
và hỗn hợp của chúng với ABS thể hiện khả năng chống cháy được bổ sung
những chất halogen hóa ngọn lửa hay không halogen hóa ngọn lửa, và đây cũng
chính là lý do của việc sử dụng rộng rãi các thiết bị điện. ABS bao gồm styren-
acrylonitril (SAN) là pha liên tục và pha elastomer của cao su butadien là pha
phân tán. Acrylonitril có khả năng kháng hóa chất, khả năng chịu nhiệt, tính dai,
bền va đập của của butadiene và khả năng dễ gia công, độ cứng của styren [16,
20]. Tương tự, PC là một trong những loại nhựa kỹ thuật quan trọng nhất, có tính
chất cơ lý tốt, ổn định không gian, chống cháy ổn định cao đối với những điều
kiện môi trường khác nhau. Mặt khác, những polyme trên còn cho thấy độ chảy
nhớt cao. Nhiều công nghệ đã được phát triển để giảm độ nhạy và để nâng cao
gia công mà không giảm độ dẻo cao của nó. Tổ hợp PC với những thành phần
nhiệt dẻo là một trong những loại nhựa phổ biến nhất [9]. ABS luôn được chọn là
tác nhân cải biến. Giá của hai loại polyme này rẻ do đó chúng được chú ý một
cách đặc biệt để sản xuất các vật liệu tổ hợp với những loại nhựa kỹ thuật giá
thành cao. Cả hai vật liệu đều có thể tìm thấy riêng rẽ hay hỗn hợp trong nhiều tổ
hợp thương mại được sử dụng trong các thiết bị điện tử [19].
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
9
Một cách tiếp cận khác để biến tính PC và khắc phục các yếu điểm đã được
đề cập ở trên bởi Elmaghor. Người đã nghiên cứu ảnh hưởng của maleic anhydrit
trộn với ABS ( ABS-g-MA) làm chất phụ gia. Các nhà nghiên cứu đã cải thiện
được sự phân tán của ABS-g-MA trong PC, kết quả là hỗn hợp có độ dài tốt. Tuy
nhiên, điều đó cũng cho thấy ảnh hưởng của maleic anhydrit vào ABS không
phải thúc đẩy sự tương hợp, nhưng biết được sự kích thích của các hình thái đặc

biệt phân tán trong hỗn hợp của PC ở một tỉ lệ khối lượng nhất định PC/ABS-g-
MA, các vùng ABS kết nối với nhau để tạo thành mạng lưới không gian và độ
bền chặt được tăng lên tối đa [22].
Một số kết quả thú vị đã được công bố bởi Paul. Người đã đề xuất ABS tinh
khiết có thể phân tán trong PC mà không cần sự trợ giúp của chất trợ tương hợp.
Mặt khác Lee et al đã mở rộng nghiên cứu hình thái của tổ hợp PC/ABS với toàn
bộ phạm vi thành phần. Tổ hợp giàu PC chỉ ra rằng phân tán ABS thu được một
một cấu trúc chuỗi – hạt. Khi mật độ ABS tăng lên các cấu trúc chuỗi và hạt trở
nên dày đặc hơn và được kết nối với nhau nhiều hơn. Quá trình chuyển đổi đã
được khảo sát thành phần giữa 70/30 và 60/40 từ cấu trúc chuỗi và hạt thu được
cấu hình kết tụ lại. Đối với thành phần 40/60 PC tạo thành một pha phân tán với
thế SAN. Những tổ hợp giàu ABS cho thấy vùng PC phân tán trong pha ABS
liên tục [23].
Một vật liệu khác rất quan trọng cũng được tìm thấy trong chất thải điện,
điện tử là polystyren độ va đập cao (HIPS). Đó là polyme được sử dụng rộng rãi,
đặc biệt trong các sản phẩm có polystyren giòn (PS) không thể đáp ứng các tiêu
chuẩn của độ bền va đập [10, 21, 25]. HIPS có cấu trúc xác định như một hệ
nhiều pha, đó là pha rắn liên tục với nhau có sự phân tán cao, với đường kính
khác nhau từ 0.5 đến 10µm.
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
10
Tái chế HIPS không chỉ có tầm quan trọng trong công tác quản lý chất thải
điện, điện tử mà còn để tận dụng nhiệt. Ở những lớp HIPS có thể thu được 25 –
30% phế liệu, nó có thể tái chế. Lưu ý rằng, hiện nay chỉ có 1% được thu hồi từ
tổng số 19% chất thải của HIPS. Sự cố gắng để khắc phục một số vướng mắc
làm hạn chế quá trình tái chế như việc tháo dỡ, loại bỏ tạp chất và phân loại tái
chế hỗn hợp của HIPS đã được thực hiện. Thực tế, hầu hết các nhựa nhiệt dẻo
đều có thể tái chế với một lượng nhỏ polyme đáng kể [9, 21]. Cụ thể hơn, nghiên

cứu trước đó đã cho thấy quá trình tái chế không ảnh hưởng nhiều đến tính chất
căng của các polyme trên. Mặc dù đã quan sát rõ ràng ảnh hưởng ở tính chất giãn
dài và va đập [12, 16, 25].
Do đó đã nghiên cứu song song ABS/HIPS phát sinh từ sự trộn hòa tan của
các polyme trên. Nghiên cứu về các đặc tính lưu biến cùng với các thông số cấu
trúc và tính chất cuối cùng của hỗn hợp là nguồn dữ liệu cho quá trình tái chế.
Ngoài ra, thay vì ABS một mình, hỗn hợp ABS/HIPS có thể phù hợp để sử dụng
làm chất phụ gia trong việc tái chế PC, góp phần làm giảm giá thành của các sản
phẩm cuối. Điều này phù hợp khi tính đến pha cao su trong HIPS có thể tác động
trong cùng một chế độ như pha butadien trong ABS, tức là độ giảm xóc ứng
dụng nhiều đến độ bền va đập của các hỗn hợp nhựa tái chế [12,21].
Theo trên, hiện nay mục tiêu chính là chuẩn bị hỗn hợp ABS với PC và
HIPS kiểm tra các tính chất lưu biến của chúng thông qua các phép đo MEI, như
một phép đo gia công của chúng trong suốt quá trình trộn tan chảy. Hơn nữa, sự
cảm ứng nhiệt và cơ học của hỗn hợp thu được đã giải thích được về sự tương
tác, về sự ảnh hưởng của mỗi thành phần vào đặc tính của hỗn hợp cuối, xem xét
sự phức tạp cấu trúc của polyme ban đầu chẳng hạn như ABS và HIPS. Đây sẽ là
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
11
một đóng góp quan trọng cho việc tái chế nhựa kỹ thuật phát sinh từ chất thải
điện, điện tử [8, 20, 26].
Bảng 1.1. Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử
Chất độc hại
Nguồn gốc trong rác thải
điện tử
Tác hại đối với môi
trường và cơ thể sống
Các hợp chất halogen

Polyclobiphenyl
(PCB)
Tụ điện, máy biến thế
Gây ung thư, ảnh
hưởng đến hệ thần
kinh, hệ miễn dịch,
tuyến nội tiết
Tetrabrombisphenol-A
(TBBA)
Polybrombiphenyl
(PBB)
Diphenylete
(DPE)
Chất chống cháy cho nhựa
(nhựa chịu nhiệt, cáp cách
điện)
TBBA được dùng rộng rãi
trong chất chống bắt lửa của
bản mạch máy in và phủ lên
các bộ phận khác
Gây tổn thương lâu
dài đến sức khỏe, gây
ngộ độc sâu khi cháy
Polycloflocacbon
(CFC)
Trong bộ phận làm lạnh, bọt
cách điện
Khi cháy gây nhiễm
độc, chất phá hủy
tầng ozon

Polyvinyclorua (PVC)
Cáp cách điện
Cháy ở nhiệt độ cao
sinh ra dioxin, furan

Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
12
1.1.3. Thực trạng phát sinh và quản lý nhựa thải từ thiết bị điện tử ở Việt Nam
Vấn đề chất thải điện tử (e-waste) đang ngày càng gia tăng ở Việt Nam
trong điều kiện hội nhập kinh tế khu vực và thế giới. Vấn đề trở nên nghiêm
trọng không chỉ do sự gia tăng khối lượng chất thải mà hơn nữa, đó là các nguy
cơ đe dọa đối với môi trường và sức khỏe con người do các thành phần độc hại
trong chất thải gây nên. Các giải pháp đồng bộ cả về kỹ thuật, kinh tế và quản lý
là hết sức cấp bách nhằm bảo vệ môi trường và thu hồi tái sử dụng các tài
nguyên có trong chất thải điện tử [1].
Chất thải điện tử được phân loại thành chất thải công nghiệp và chất thải
dân dụng (TV, tủ lạnh, máy giặt, máy điều hòa nhiệt độ, máy tính cũ không còn
khả năng sử dụng). Chất thải điện tử được xếp vào loại các chất thải nguy hại do
có chứa khối lượng khá lớn các chất độc hại như chì, thủy ngân, cadimi Trong
những năm gần đây, cùng với sự gia tăng thu nhập của người dân Việt Nam và
sự phát triển của cộng đồng thông tin, nhu cầu về các thiết bị điện tử và viễn
thông tăng đáng kể, tạo ra thị trường sản xuất và xuất nhập khẩu phát triển sôi
động nhưng cũng đồng thời gia tăng khối lượng chất thải điện tử vào trong môi
trường.
Theo kết quả điều tra của Viện khoa học và Công nghệ môi trường, tổng
lượng các chất thải công nghiệp điện tử tại 52 công ty ở các Vùng kinh tế trọng
điểm của Việt Nam được ước tính khoảng 1.630 tấn/năm, trong đó: Tổng lượng
chất thải công nghiệp điện tử phát sinh từ Vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ là

1.370 tấn/năm (chiếm 84% tổng lượng thải). Khối lượng này được dự báo sẽ
tăng đáng kể trong thời gian tới do sự phát triển của công nghiệp điện tử tại Bắc
Ninh. Tại vùng Kinh tế Trọng điểm miền Trung, tổng lượng chất thải công
nghiệp điện tử chỉ khoảng 6-7 tấn/năm (bằng 0,4% so với tổng lượng thải).
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
13
Lượng chất thải này chủ yếu phát sinh từ các cơ sở sửa chữa và cung cấp sản
phẩm điện tử.
Vùng Kinh tế trọng điểm phía Nam tạo ra lượng chất thải công nghiệp
điện tử khoảng 254 tấn/năm (bằng 15,6% tổng lượng chất thải trên toàn quốc).
Các chuyên gia dự báo khối lượng chất thải công nghiệp điện tử trong vùng này
sẽ tăng 10-15%/năm do chính sách thu hút đầu tư đã làm gia tăng sản xuất của
các ngành hàng tiêu dùng và thiết bị điện tử gia đình.
Theo ước tính, tổng lượng chất thải điện và điện tử dân dụng ở Việt Nam
khoảng 120.000 chiếc tivi, đầu máy video, radio cassette, máy giặt và tủ lạnh
thải bỏ hàng năm. Bên cạnh đó, có khoảng 300.000 bộ máy tính cũng bị thải bỏ
hàng năm. Điều tra tại một số cửa hàng Internet cho thấy, có khoảng 50% đang
sử dụng là máy mới và khoảng 50% là máy cũ cần thay thế gần như toàn bộ phụ
tùng đó có thể được sử dụng lại ngay tại cửa hàng, 90% còn lại sẽ được vứt bỏ
cùng với rác thải sinh hoạt hoặc bán lại cho các cơ sở thu gom phế liệu.
Sau khi thu gom chất thải được tháo rời và phân loại để xử lý theo các
cách khác nhau. Các chất thải có thể tái sử dụng hoặc tái chế sẽ được bán cho các
cơ sở tái chế; các phần không tái chế được sẽ được thu gom, vận chuyển và xử lý
theo cách chôn lấp hoặc chứa trong kho theo hợp đồng được ký với các công ty
môi trường đô thị.
Khác với các chất thải thông thường, chất thải điện tử thường được thu
gom và tái sử dụng, tái chế với tỷ lệ khá cao do có chứa các kim loại quý hiếm.
Tuy vậy, nhìn chung việc tái sử dụng chất thải ở Việt Nam còn rất hạn chế;

chúng ta mới chủ yếu sử dụng lại các phụ tùng để phục vụ cho thay thế, sửa
chữa. Công nghiệp tái chế chỉ mới hình thành tại các làng nghề, trong các doanh
nghiệp gia đình nhỏ hoặc các công ty tư nhân. Các cơ sở này chủ yếu tái chế
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
14
giấy, nhựa, sắt, nhôm, chì. Do sử dụng các công nghệ lạc hậu và thiết bị thô sơ
nên hiệu quả kinh tế rất thấp đồng thời đang gây ra rất nhiều vấn đề môi trường
như ô nhiễm không khí, nước, đất, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người lao động
và cộng đồng dân cư xung quanh.
Đối với các chất thải không thể tái chế, cách thức xử lý phổ biến nhất
được sử dụng ở Việt Nam hiện nay là chôn lấp. Tuy nhiên, có tới 74% các bãi
chôn lấp chẩt rắn ở Việt Nam hiện nay không đạt tiêu chuẩn trong vận hành. Việc
xử lý chôn lấp không đạt yêu cầu kỹ thuật đã dẫn đến tình trạng rò rỉ các chất
độc hại vào môi trường, tiềm ẩn những nguy cơ gây hại rất lớn cho môi trường,
con người và hệ sinh thái.
Trong bối cảnh hội nhập kinh tế như vậy, đặc biệt sự gia tăng của thương
mại quốc tế, các vấn đề liên quan đến chất thải điện tử ở Việt Nam có thể trở nên
nghiêm trọng hơn. Hội nhập kinh tế sâu rộng hơn có thể làm gia tăng chất thải
điện tử dân dụng do việc tiêu dùng nhiều hơn các thiết bị điện tử đã qua sử dụng
ở Việt Nam. Khoảng 20.000 bộ máy tính đã qua sử dụng được nhập vào Việt
Nam mỗi tháng. Tiêu dùng càng nhiều đồ điện tử cũng đồng nghĩa với việc càng
nhiều chất thải điện tử thải vào môi trường. Mặc dù chưa có những số liệu thống
kê đầy đủ nhưng một số ước tính sơ bộ cho thấy lượng chất thải điện tử ở Việt
Nam hàng năm bao gồm khoảng 120.000.000 chiếc TV, đầu máy video, radio
cassette, máy giặt, tủ lạnh và khoảng 300.000 bộ máy tính.
Với thực tế năng lực quản lý chất thải và chất thải điện tử như hiện nay, xu
hướng gia tăng sản xuất và tiêu dùng thiết bị điện tử, sẽ tạo ra nhiều tác động
tiêu cực hơn nữa đối với chất lượng môi trường.

Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
15
1.1.4. Tình hình xử lý nhựa thải từ thiết bị điện tử ở Việt Nam
Rác thải điện tử ở các nước phát triển đã và đang được đẩy sang cho các
nước đang và kém phát triển. Ở những nơi này chúng được tái chế và xử lý rất
thủ công, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe người dân. Rác
thải điện tử nhập vào Việt Nam chủ yếu bằng đường biển. Ở miền Bắc chủ yếu ở
cảng Hải Phòng, miền Nam là ở thành phố Hồ Chí Minh. Ở Hải Phòng có rất
nhiều công ty, tổ chức nhập khẩu tàu cũ, các thiết bị điện tử đã qua sử dụng, rác
thải điện tử sau khi nhập về được đưa về các cơ sở tái chế (là hộ gia đình hoặc
một tổ chức kinh tế nhỏ). Riêng đối với rác là máy tính, tuy chưa có thống kê
chính thức nhưng theo các chuyên gia ước tính, mỗi tháng có khoảng từ 10.000
đến 20.000 bộ máy tính cũ được nhập khẩu vào nước ta mà chưa có cơ quan nào
theo dõi xử lý.
Ngoài rác thải điện tử được nhập về còn có cả rác thải điện tử trong nước
(số này cũng không nhỏ) được người dân thu gom. Chúng được chất thành các
đống lớn ở ngoài trời, sau khi tái chế thủ công được bán làm nguyên liệu cho các
cơ sở sản xuất. Ở các cơ sở tái chế, rác thải được nhập về từ nhiều nơi thông qua
nhiều con đường và dưới nhiều hình thức [2].
Việc tái chế bao gồm các bước sau:
Đối với ti vi và màn hình máy tính cũ được tháo dỡ thủ công và tách thành
ba bộ phận riêng biệt: nhựa, kim loại, thuỷ tinh.
- Phần nhựa: đối với nhựa vi tính thì để nguyên và bán lại cho các cơ sở
thu gom lớn, sau đó xuất sang Trung Quốc. Còn nhựa ti vi thì được phân ra thành
các loại khác nhau dựa trên sự khác nhau về màu sắc hoặc độ cứng. Tiếp theo,
nhựa ti vi được nghiền nhỏ kích thước khoảng 2cm, rửa bằng muối, hoặc xút
Khoa Hóa học
Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Ninh

Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
16
hoặc sô đa; sau đó đem phơi và bán sang Trung Quốc, chỉ có một phần rất nhỏ là
bán lại cho các cơ sở sản xuất nhựa trong nước.
- Phần kim loại được bán lại cho cơ sở thu gom và xuất sang Trung Quốc.
- Đối với thuỷ tinh, chủ yếu là bỏ đi. Một phần rất nhỏ thuỷ tinh không chì
(mặt đèn - panel) được trộn với thuỷ tinh thường và cung cấp cho các cơ sở nấu
thuỷ tinh nhỏ.
Trong các quá trình tháo dỡ, xay, vận chuyển, các chất thải, nước thải độc
hại không được xử lý phát tán vào môi trường xung quanh. Nhận thức của người
lao động về mức độ độc hại đối với công việc này là không có. Do đó có thể thấy
nguy cơ ô nhiễm môi trường và sức khoẻ cộng đồng đối với loại chất thải này ở
nước ta là rất cao.
Như vậy, rác thải điện tử đang tăng lên một cách nhanh chóng ở hầu hết
mọi quốc gia trên thế giới. Rác thải điện tử không chỉ ảnh hưởng lớn tới các nước
nghèo, các nước đang phát triển mà còn ảnh hưởng tới cả các nước phát triển. Do
đó, một yêu cầu đặt ra là phải xây dựng và phát triển các biện pháp công nghệ
thích hợp để xử lý, tái chế và tái sử dụng rác thải điện tử, vừa đảm bảo môi
trường vừa tận dụng được tiềm năng tái chế của rác thải điện tử, chú trọng đến
các thành phần có giá trị tái chế cao như kim loại và nhựa - hai thành phần chiếm
phần lớn khối lượng trong rác thải điện tử và cũng có tiềm năng tái chế cao.