Quy trình sản xuất BA truyền thống phát thải 12–15 tấn CO₂ quy đổi trên mỗi tấn sản phẩm , chủ yếu do các quá trình hóa dầu tiêu tốn nhiều năng lượng và phát thải VOC (Ponemon 2023). Các giai đoạn phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch chiếm 74% tổng lượng phát thải, riêng giai đoạn tổng hợp axit acrylic đã đóng góp 40% lượng khí nhà kính liên quan đến quá trình sản xuất.
A nghiên cứu Đánh giá Vòng đời (LCA) gần đây cho thấy 68% lượng khí thải carbon của BA bắt nguồn từ việc khai thác và tinh chế nguyên liệu thô. Vận chuyển đến các nhà sản xuất nhũ tương đóng góp thêm 12% lượng phát thải, trong khi quá trình trùng hợp chiếm 20%. Dữ liệu chi tiết này cho phép các nhà sản xuất tập trung vào các giai đoạn then chốt trong chuỗi cung ứng để giảm phát thải carbon.
Các phương pháp sản xuất mới giúp giảm phát thải 38% nhờ tích hợp năng lượng tái tạo vào quá trình phân hủy bằng hơi nước, chưng cất xúc tác làm giảm nhiệt độ phản ứng và thu giữ carbon được lắp thêm vào các nhà máy sản xuất axit acryclic. Các loại BA ít carbon được xác nhận bởi bên thứ ba hiện đã đáp ứng tiêu chuẩn ISO 14067 về lượng khí thải từ khâu nguyên liệu đến cổng nhà máy, mang lại cho các nhà pha chế một lộ trình đáng tin cậy để giảm tác động môi trường.
Trong khi 62% nhà cung cấp tuyên bố "BA bền vững," chỉ có 34% cung cấp được minh chứng kiểm chứng được liên quan đến kiểm toán phát thải cấp nhà máy, truy xuất nguồn gốc nguyên liệu tái tạo và tiết lộ phạm vi 3 (Scope 3). Dự án Tiết lộ Carbon (CDP) cảnh báo rằng những tuyên bố về trung hòa carbon chưa được xác minh có nguy cơ đánh lừa các nhà pha chế nhũ tương quan tâm đến môi trường, nhấn mạnh nhu cầu về báo cáo bền vững minh bạch và được kiểm toán.
Butyl Acrylate, hay còn gọi tắt là BA, đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống nhũ tương gốc nước giúp giảm phát thải VOC khoảng từ 30 đến 50 phần trăm so với các sản phẩm truyền thống dùng dung môi. Những cải tiến gần đây trong quy trình sản xuất các nhũ tương này đã tận dụng cấu trúc phân tử linh hoạt của BA để tạo ra các chất kết dính mạnh mẽ, được sử dụng trong các sản phẩm như chất nhuộm gỗ và lớp phủ ngoài trời, đồng thời giữ mức VOC cực thấp, thường dưới 50 gram trên mỗi lít. Các thử nghiệm công nghiệp từ năm ngoái cho thấy lớp phủ làm từ acrylat BA cải tiến có khả năng chống chịu điều kiện kiềm khoảng 98 lần trên 100 lần thử nghiệm, và khả năng bám dính lên bề mặt tốt hơn khoảng 40%, nghĩa là các lớp phủ bảo vệ này có tuổi thọ dài hơn đáng kể trước khi cần thay thế, từ đó giảm lượng vật liệu bị lãng phí theo thời gian.
Các công ty đang nghiên cứu vật liệu BA gần đây đã điều chỉnh các nhóm chức este để cải thiện khả năng phân hủy sinh học, đồng thời vẫn giữ được các tính chất của polymer. Khi kết hợp các hợp chất BA này với một số co-monomer có nguồn gốc sinh học, chúng sẽ bị phân hủy bởi vi sinh vật trong bãi rác nhanh hơn khoảng 28% theo các thử nghiệm gần đây được công bố trên tạp chí Nature năm ngoái. Đây thực sự là một kết quả ấn tượng. Cơ quan Hóa chất châu Âu yêu cầu nhựa phải phân hủy ít nhất 60% trong vòng chỉ hai năm, vì vậy những phát triển như thế này sẽ giúp các nhà sản xuất đáp ứng được các yêu cầu đó. Mặc dù vẫn chưa đạt mục tiêu hoàn toàn, BA dường như là một bước tiến quan trọng trên con đường hướng tới các giải pháp acrylate hoàn toàn có nguồn gốc từ thực vật cho ngành công nghiệp.
Lĩnh vực ứng dụng BA đang trải qua những thay đổi lớn nhờ ba tiến bộ chính. Trước tiên, phải kể đến sự phát triển của các hệ thống đóng rắn ở nhiệt độ thấp, có thể giảm tiêu thụ năng lượng khoảng 35%. Thứ hai, chúng ta đang chứng kiến sự xuất hiện của các vật liệu lai thực tế chứa khoảng 15 đến 20% thành phần acrylate tái chế. Và thứ ba, các nhũ tương tự liên kết chéo đã nổi lên như một bước đột phá vì chúng loại bỏ hoàn toàn phát thải formaldehyde khỏi quy trình. Tất cả những cải tiến này đang giúp các nhà sản xuất tuân thủ các quy định của EPA đồng thời đáp ứng các yêu cầu đầu tư ESG phức tạp. Theo nghiên cứu thị trường gần đây từ năm 2024, khoảng bảy trong số mười công ty sơn phủ đang tích cực tìm kiếm các nhà cung cấp chuyên về giải pháp BA có hàm lượng carbon thấp. Xu hướng này cho thấy tính cấp thiết của phát triển bền vững trên toàn cảnh ngành công nghiệp.
Các công ty hóa chất đang chuyển dịch khỏi các nhiên liệu hóa thạch truyền thống và bắt đầu sử dụng các nguyên liệu như ngô, mía và sắn thay thế trong quá trình sản xuất các sản phẩm butyl acrylate. Theo nghiên cứu được công bố năm 2023 bởi Myriant Corporation phối hợp với OPX Biotechnologies, việc chuyển đổi sang các vật liệu có nguồn gốc thực vật này giúp giảm lượng khí thải trong quá trình sản xuất khoảng bốn mươi phần trăm so với quy trình dựa trên dầu mỏ. Thị trường đối với các loại polymer sinh học này cũng dự báo sẽ mở rộng khá nhanh chóng. Tốc độ tăng trưởng dự kiến đạt khoảng mười hai phần trăm mỗi năm cho đến năm 2032 theo các dự báo. Xu hướng này hoàn toàn hợp lý khi xét đến các quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt cùng với cam kết của nhiều doanh nghiệp trong việc phát triển bền vững. Ngoài ra, xu hướng này cũng phù hợp với tư duy nền kinh tế tuần hoàn, khi chất thải từ các hoạt động nông nghiệp được chuyển hóa thành các hợp chất acrylate hữu ích thay vì bị lãng phí.
Axit butyric (BA) có nguồn gốc sinh học hiện nay đã đạt được các thông số kỹ thuật tương đương với các phiên bản truyền thống và thực tế đã được đưa vào các cơ sở sản xuất quy mô lớn. Giá của BA sinh học đạt khoảng 2.300 USD mỗi tấn vào năm 2024, mức giá này cao hơn khoảng 15 đến 20 phần trăm so với BA truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ, tuy nhiên khoảng cách này dường như đang thu hẹp lại khi sản lượng ngày càng tăng. Các công ty lớn trong ngành đang đầu tư khoảng một phần ba đến gần một nửa ngân sách nghiên cứu của họ vào việc cải tiến cả phương pháp lên men và các phản ứng xúc tác giúp tối ưu hóa hiệu suất. Trong tương lai, hầu hết các nhà phân tích dự đoán nhu cầu toàn cầu đối với các acrylate có nguồn gốc sinh học sẽ tăng gấp ba lần vào năm 2027. Ngành công nghiệp ô tô và xây dựng đang dẫn đầu xu hướng này vì họ cần các vật liệu có dấu chân carbon thấp hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng.
Axit butyric có nguồn gốc sinh học vẫn còn một chặng đường dài để mở rộng quy mô sản xuất. Thực tế là chi phí sản xuất mặt hàng này cao hơn khoảng 80% so với các phương pháp truyền thống sử dụng dầu mỏ, chủ yếu do sự đa dạng của nguyên liệu đầu vào và quy trình làm sạch phức tạp. Chúng ta vẫn chưa có đủ hệ thống thu gom chất thải cần thiết cho sản xuất tại các trang trại, điều này làm chậm chuỗi cung ứng. Thêm vào đó, các quy định khác nhau giữa các khu vực khiến các công ty ngần ngại đầu tư lớn. Tuy nhiên, mặt tích cực là một số sự hợp tác thú vị đã bắt đầu hình thành giữa các nhà sản xuất hóa chất và doanh nghiệp nông nghiệp. Các thử nghiệm ban đầu ở các nhà máy tinh chế quy mô nhỏ cũng cho thấy triển vọng, khi giảm được chi phí khoảng 22% nhờ kết hợp các bước xử lý khác nhau. Kết quả này không tồi, nhưng rõ ràng vẫn còn nhiều điều có thể cải thiện.
Ngày nay, các tiêu chuẩn phát thải toàn cầu đang yêu cầu giảm hơn 60% lượng VOC từ các loại sơn phủ kiến trúc, điều này khiến butyl acrylate trở thành thành phần được lựa chọn cho khoảng 8 trên 10 công thức đáp ứng các yêu cầu này. Nhìn vào những gì Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (U.S. EPA) công bố vào năm 2024, họ chỉ ra rằng BA vẫn hoạt động hiệu quả ngay cả khi mức VOC giảm xuống dưới 100 gram trên lít. Các nhà sản xuất sơn cũng đã lưu ý đến điều này, khi nhu cầu đối với các sản phẩm ít mùi đã tăng gấp gần ba lần kể từ đầu năm 2020. Tất cả áp lực từ các quy định này đang thúc đẩy sự tăng trưởng trên thị trường acrylate thấp VOC. Các nhà phân tích ngành dự đoán phân khúc này có thể đạt giá trị gần 20 tỷ USD trên phạm vi toàn cầu vào năm 2032, mặc dù con số thực tế sẽ phụ thuộc vào tốc độ thích ứng quy trình sản xuất của các công ty.
Các kỹ thuật este hóa tiên tiến cho phép sản xuất các công thức BA với 30–40% thành phần có nguồn gốc sinh học, giảm 58% lượng khí thải từ khâu sản xuất đến khi đưa vào sử dụng mà không làm giảm độ bám dính hoặc khả năng chịu thời tiết. Các bài kiểm tra độc lập xác nhận rằng các hệ thống lai này đáp ứng tiêu chuẩn LEED v5 và đạt mức hàm lượng VOC dưới 1% trong các lớp phủ gỗ cao cấp — đây là những lợi thế quan trọng đối với các nhà sản xuất hướng đến các chứng nhận công trình xanh.
BA chiếm 68% các chất kết dính acrylic phân tán trong nước trên phạm vi toàn cầu, được đánh giá cao nhờ tính tương thích với chất hoạt động bề mặt và khả năng kỵ nước. Các nhũ tương cải tiến với BA hiện đại mang lại khả năng chịu thời tiết vượt quá 10.000 giờ trong hệ thống hoàn toàn gốc nước, vượt trội hơn 27% về khả năng chống tia UV so với các giải pháp gốc dung môi. Khu vực Châu Á - Thái Bình Dương dẫn đầu trong việc ứng dụng, với 91% các dự án xây dựng được chứng nhận xanh kể từ năm 2023 đều sử dụng BA.
Việc thúc mạnh các hoạt động ESG trong ngành công nghiệp hóa chất đang làm thay đổi phương pháp sản xuất BA. Theo dữ liệu gần đây từ Sáng kiến Bền vững Hóa chất (2023), khoảng hai phần ba các nhà sản xuất đã giảm lượng phát thải Scope 3 bằng cách chuyển sang sử dụng nguyên liệu thô tái tạo. Đồng thời, các hệ thống vòng kín đang cắt giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 18 đến 22 phần trăm so với các phương pháp mẻ truyền thống, đồng thời vẫn duy trì được độ tinh khiết quan trọng của cấp polymer. Bằng cách đáp ứng các mục tiêu của Mục tiêu Phát triển Bền vững Liên Hợp Quốc số 12 về tiêu dùng có trách nhiệm và Mục tiêu 13 tập trung vào hành động vì khí hậu, BA tiếp tục đóng vai trò thiết yếu trong việc xây dựng các nền kinh tế tuần hoàn trong các ứng dụng keo dán và sơn phủ qua nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Các quy định nghiêm ngặt về VOC từ những nơi như thay đổi Chương 6 của Đạo luật An toàn Hóa chất (TSCA) thuộc Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) đã thực sự thúc đẩy sự tăng trưởng trong các công thức BA phát thải thấp trong vài năm trở lại đây, đạt mức tăng trưởng kép hàng năm khoảng 34% kể từ năm 2020. Ngày nay, các loại sơn phủ acrylic gốc nước chứa thành phần BA thực tế chiếm khoảng 62% lượng sơn đang được bán ra trên thị trường sơn công nghiệp, vượt trội hơn các lựa chọn truyền thống dùng dung môi khi xét về độ bền và tốc độ đóng rắn. Chúng ta cũng đang chứng kiến một hiện tượng thú vị xảy ra với các hỗn hợp acrylate sinh học mới chứa dưới 0,5% nguyên liệu từ dầu mỏ. Một số nhà phân tích ước tính lĩnh vực này có thể đạt giá trị gần ba tỷ đô la trong không gian công nghệ polymer xanh vào thời điểm chúng ta tiến tới năm 2027, mặc dù không ai thực sự biết rõ chính xác mọi thứ sẽ diễn biến ra sao.
Sản xuất BA truyền thống phát thải một lượng lớn CO₂ tương đương trên mỗi tấn sản phẩm chủ yếu do các quy trình hóa dầu tiêu tốn nhiều năng lượng và phát thải VOC.
Đánh giá vòng đời chỉ ra rằng việc khai thác và tinh chế nguyên liệu thô đóng góp phần lớn vào lượng phát thải carbon của BA, tiếp theo là các quá trình vận chuyển và trùng hợp.
Việc sử dụng nguyên liệu thay thế có thể tái tạo như ngô và mía đường giúp giảm phát thải trong quá trình sản xuất và phù hợp với các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn, thúc đẩy sản xuất BA bền vững hơn.
Có, sản xuất BA từ nguồn sinh học đối mặt với các thách thức về chi phí và sự khác biệt trong quy định pháp lý giữa các khu vực, nhưng sự hợp tác đang diễn ra giữa các nhà sản xuất hóa chất và doanh nghiệp nông nghiệp đang mang lại nhiều triển vọng.
Các nguyên tắc ESG đang thúc đẩy những thay đổi trong sản xuất BA, với nỗ lực đáng kể nhằm giảm phát thải và áp dụng các biện pháp bền vững phù hợp với các mục tiêu môi trường toàn cầu.
Tin Tức Nổi Bật2025-07-25
2025-06-16
2025-04-07
2025-04-07
2025-04-07
2025-09-02
EN
