Nieuws
UV-licht als katalysator van afbreekbaarheid kunststoffen
Hoe goed inzameling en recycling ook werkt en zal werken in de toekomst, ook in een circulaire toekomst zal een gedeelte van sommige synthetische materialen altijd in het milieu terechtkomen. Denk aan milieuvervuiling, zwerfvuil, verwering en slijtage. In het project ULTRADREAM onderzoekt Wageningen University & Research (WUR) de mogelijkheden om aangepaste biobased hernieuwbare polymeren, mét inherente biologische afbreekbaarheid, te ontwikkelen uit agrarische zij- en reststromen.
Het onderzoek test de opties om specifieke bio-afgeleide monomeren in polymeren op te nemen om daarmee hun biologische afbraak door blootstelling aan UV-licht (van bijvoorbeeld de zon) te vergroten. Mocht dit lukken, dan voorkomt dat ophoping en persistentie van deze polymeren aan het einde van hun levensduur. “Recente onderzoeksresultaten laten zien dat sommige specifieke, van koolhydraten afgeleide bouwstenen gevoelig zijn voor afbraak onder UV-straling. Dergelijke bouwstenen opnemen in de oorspronkelijke polymeerstructuur zou daarom het vermogen tot biologische afbraak van de verkregen polymeren bij blootstelling aan zonlicht kunnen vergroten. Deze polymeren kunnen vervolgens worden gebruikt in verpakkingen, landbouwmulchfilms of decoratieve en papiercoatings”, legt projectleider Ghazal Tavakoli uit.
Afbreekbaarheid met behoud gewenste eigenschappen
De wetenschapper, opgeleid in de organische chemie, is zelf erg enthousiast over de mogelijke implicaties van het onderzoek: “In ULTRADREAM definiëren we technologieën en protocollen waarmee deze materialen aan het einde van hun levens succesvol worden afgebroken. Onze uitdaging is zowel om onze kennis over het onderliggende mechanisme van biologische afbraak verder te ontwikkelen als om de procedures en processen te verbeteren om de optimale combinatie van UV-afbreekbaarheid te verkrijgen. Dit alles natuurlijk met behoud van de gewenste eigenschappen. Dit zou een grote stap kunnen zijn in de richting van het creëren van een duurzame circulaire economie.”
Circulaire grondstof
Zowel de fotolabiele monomeren die in de polymeren worden verwerkt als de oorspronkelijke polymeren zelf, komen uit agrarische zijstromen. Tavakoli: “Wij zetten laagwaardige non-food reststromen om naar hoogwaardige functionele producten. Zo ontwikkelen we nieuwe categorieën bio-hernieuwbare, biologisch afbreekbare materialen met een verbeterd circulair potentieel.”
In de praktijk
Het project is gefinancierd door TKI-AF en wordt samen samen met partners Archer Daniels Midland, AkzoNobel en Oerlemans Plastics uitgevoerd. De onderzochte kunststoffen hebben verschillende toepassingen, waarbij een focus ligt op coatings en mulchfilms voor de landbouw. Het samenwerken met partijen uit de sector heeft veel voordelen. Tavakoli: “Wat we in dit project ontwikkelen past goed bij hun circulaire doelstellingen en stelt hen in staat het toepassingsbereik van hun duurzame platforms te verbreden. Tegelijkertijd helpt deze samenwerking met de praktijk ons om meer kennis in het veld op te doen en onze expertise uit te breiden.”
De focus op de praktische implicaties van het onderzoek komt ook voort uit de samenstelling van het projectteam. Tavakoli: “Ons team bestaat uit zowel chemici als materiaal- en procesingenieurs. Zo kunnen we direct vaststellen of wat we in het lab hebben ontwikkeld ook in de praktijk werkt. Daardoor zijn de uitkomsten van het onderzoek een oplossing waar iedereen direct mee aan de slag kan.”