Artikel van Ger Brinks en Anton Luiken van het Saxion-lectoraat Smart Functional Materials. Grondstoffenschaarste is een van de grootste uitdagingen voor de textielindustrie. Dit wordt veroorzaakt door afnemende of beperkte voorraden grondstoffen, olie, water en land terwijl de vraag toeneemt o.a. door toenemende welvaart en industriële activiteit zoals bijv. in China en India. Dit is een wereldwijd verschijnsel en het leidt tot meer onderlinge afhankelijkheden tussen landen en regio’s. Er zullen dan ook maatregelen genomen moeten worden om hier een goed antwoord op te vinden en de volgende actielijnen moeten in gang worden gezet: 1. Betere/meer efficiënt productie- en distributieketen2. Efficiëntere productiesystemen zoals digitale processen. 3. Beperking van grondstoffengebruik en recycling van materialen. 4. Vervangen van traditionele grondstoffen door nieuwe minder belastende materialen. 5. Aanpassen van het ontwerp proces, rekening houdend met recycling en gerecyclede materialen. De problemen van de industriële textielketen en de impact ervan op het milieu worden niet alleen veroorzaakt door inefficiënte en vervuilende processen maar ook door een zeer ondermaatse order- en productieketen. Duurzaamheid is allang het stadium van trend ontgroeid. Het is een keiharde noodzaak geworden om op onze begrensde aarde te overleven. De focus ligt dan ook op het belang voor de toekomstige generaties. Echter in de driehoek People – Planet – Profit (door sommigen ook ingevuld als Prosperity) is het van groot belang om te optimaliseren binnen deze driehoek. Zonder het aspect profit mee te wegen gebeurt er niets. Recycling is een belangrijk thema om bovengenoemde problemen aan te pakken. Al tijdens het ontwerp van producten kan al rekening gehouden worden met recycling. Door materiaalkeuze kan verlenging van de levens- of gebruiksduur verkregen worden, bijv. door minder slijtage of sterkere materialen te gebruiken. Dit is een reële optie. Doel is dan om al tijdens het ontwerp van textiele producten, incl. de aan te brengen functies en gebruik een product zodanig vormgeven dat hergebruik een goede optie is. Textiel en duurzaamheid zijn sterk met elkaar verweven. Veel onderzoek heeft al allerlei initiatieven en zakelijke activiteiten opgeleverd en er is nog veel meer onderzoek gaande. Uitgaande van de duurzaamheidagenda van textiel kunnen we stellen dat een zakelijk interessante textiel industrie tot de kansen behoort voor de BV Nederland. Dit artikel is geschreven voor en opgenomen in het Jaarboek Textiel 2011.
MULTIFILE
Several 2-nitroalkyl polysaccharide ethers (from pullulan (1), guar (2), agarose (3), inulin (4), cellulose (5), Na-α-polyglucuronate (6) and hydroxyethyl cellulose (7)) were synthesized by reaction with 2-nitro-1-alkenes (2-nitro-1-propene and 2-nitro-1-butene) formed in situ from 2-nitroalkyl acetates. Moderate to high efficiencies are obtained in concentrated aqueous solution/suspension for addition to 1-4 and 7. Analysis of this new class of polysaccharide derivatives with the aid of labeled 2-nitropropyl-2-13C pullulan revealed that the nitrogroup is a mixture of the nitroalkane and nitronic acid tautomers. Grafting of nitroalkenes is observed and, to a lesser extent, additional reactions of the nitro group (formation of carbonyl, oxime and allyl groups) take place. Reduction of 2-nitroalkyl polysaccharide ethers with Na2S2O4or Na2S2O4/NaBH4leads to complex polysaccharide ethers. The products obtained are most likely mixtures of starting material, nitroso compounds, hydroxylamines, hydroxypropyl ethers and sulfamates.
LINK
In het dagelijks leven hebben we voortdurend met verschillende plastics te maken. Overal om ons heen komen we plastics tegen. Denk bijvoorbeeld aan verpakkingsmaterialen, flessen, flacons, kratten, tapijten en plastic draagtassen. Een leven zonder kunststoffen is in onze huidige maatschappij vrijwel ondenkbaar geworden. In 2014 werd er volgens Plastics Europe [1] wereldwijd maar liefst 311.000.000 ton aan kunststoffen geproduceerd, in 1950 was dit nog slechts 1.700.000 ton. Vanaf 1950 stijgt de wereldwijde productie van kunststoffen met gemiddeld 9% per jaar. Bij de huidige productiecapaciteit komt dit volgens Plastics Europe neer op gemiddeld 40 kg/jaar per hoofd van de wereldbevolking! Naar verwachting zal het gebruik van plastics verder toenemen naar gemiddeld 87 kg/jaar per hoofd van de wereldbevolking in het jaar 2050. In Nederland ligt het verbruik momenteel op gemiddeld 126 kg per inwoner. Maar volgens prognoses van VLEEM (Very Long Term Energy Environment Model) [2] zal dit groeien naar gemiddeld 220 kg per inwoner in 2050!! De toenemende vraag naar plastics wordt mede veroorzaakt omdat plastics op zich een gemakkelijk te verwerken materiaal is. Plastics zijn relatief goedkoop, hebben een lage specifieke dichtheid (t.o.v. bijvoorbeeld metalen), en zijn snel en gemakkelijk verwerkbaar.
Hout is een veelgebruikt duurzaam (bouw)materiaal met belangrijke ecologische voordelen: Het is hernieuwbaar en fungeert als CO2-opslag. Een nadeel van hout is echter dat het alleen met verspanende technieken (draaien, frezen, zagen) verwerkt kan worden, hetgeen veel houtafval veroorzaakt. Daarbij wordt het afval en hout dat ongeschikt is als constructiemateriaal slechts ingezet in laagwaardige toepassingen of verbrand. Afgezien van het gebruik van houtvezels als filler materiaal bij 3D-printen van kunststoffen, wordt 3D-printen van hout(afval) nog niet toegepast, hoewel dit wel mogelijk is: Alle plantaardige materialen bevatten natuurlijke polymeren, lignine en cellulose, welke voor mechanische eigenschappen zorgen. Door deze polymeren uit plantaardige materialen te scheiden kunnen deze, met behulp van enkele additieven, in een thermoplastisch verwerkbaar materiaal worden omgezet dat extrudeerbaar is. Door de locatie van de extruder te manipuleren en hier laagsgewijs een object mee te maken ontstaat een additive manufacturing (AM) proces: een 3D ‘hout’printer! Naast materiaalefficiëntie biedt AM unieke voordelen, namelijk grote vormvrijheid en de mogelijkheid van seriematige enkelstuksproductie. Indien gecombineerd met de ontwerptechnieken parametrisch en topologische ontwerpen zijn vergaande optimalisaties van materiaalgebruik en productvariaties mogelijk. Met AM ontstaat zodoende een enorm nieuw spectrum van hoogwaardige toepassingsmogelijkheden voor hout(afval). In dit projectvoorstel wordt via de driehoek van ‘materiaal – proces – toepassing’ simultaan onderzoek gedaan naar: (1) Geschikte combinaties (blends) van cellulose en lignine om mee te kunnen extruderen; (2) Het ontwikkelen van een 3D-printproces en setup voor het verwerken van deze materiaal-combinaties; (3) Het identificeren van geschikte toepassingen. Geschikte toepassingen worden beïnvloed door materiaaleigenschappen en het printproces. Beide aspecten hebben ook onderlinge wisselwerking. Daarom wordt binnen casestudies van mogelijke toepassingen de onderlinge invloed integraal onderzocht. De doelstelling is daarbij om een werkende 3D ‘hout’printer met een werkend receptuur te ontwikkelen en de haalbaarheid van innovatieve, duurzame en voor de markt relevante toepassingen aan te tonen middels cases.
Het doel van dit kennisontwikkelingsproject is het ontwikkelen en uitwisselen van nieuwe kennis omtrent anaerobe fermentatie als kosteneffectieve methode voor het verkrijgen van nieuwe groene bouwstenen voor gefunctionaliseerde polymeren op basis van suikers uit biomassastromen. De kennisontwikkeling en kennisuitwisseling binnen dit EFRO 2019 kennisontwikkelingsproject is ingestoken vanuit een unieke samenwerking tussen experts in de groene chemie van de meest gerenommeerde kennisinstellingen op dit gebied, waardoor het mogelijk wordt om technologie voor anaerobe fermentatie en chemische synthese van groene bouwstenen naar een hoger niveau te brengen. Door het gezamenlijk ontwikkelen en uitwisselen van nieuwe industrieel toepasbare kennis (TRL 3-4) worden mogelijkheden onderzocht voor het ontsluiten en ontwikkelen van innovatieve syntheseroutes naar nieuwe gefunctionaliseerde chemicaliën en polymeren die kunnen concurreren met fossiele polymeren in bestaande toepassingen wat betreft eigenschappen en kostprijs of over nieuwe eigenschappen beschikken die interessant zijn voor toepassing in hoogwaardige marktsegmenten.
Plastic products are currently been critically reviewed due to the growing awareness on the related problems, such as the “plastic soup”. EU has introduced a ban for a number of single-use consumer products and fossil-based polymers coming in force in 2021. The list of banned products are expected to be extended, for example for single-use, non-compostable plastics in horticulture and agriculture. Therefore, it is crucial to develop sustainable, biodegradable alternatives. A significant amount of research has been performed on biobased polymers. However, plastics are made from a polymer mixed with other materials, additives, which are essential for the plastics production and performance. Development of biodegradable solutions for these additives is lacking, but is urgently needed. Biocarbon (Biochar), is a high-carbon, fine-grained residue that is produced through pyrolysis processes. This natural product is currently used to produce energy, but the recent research indicate that it has a great potential in enhancing biopolymer properties. The biocarbon-biopolymer composite could provide a much needed fully biodegradable solution. This would be especially interesting in agricultural and horticultural applications, since biocarbon has been found to be effective at retaining water and water-soluble nutrients and to increase micro-organism activity in soil. Biocarbon-biocomposite may also be used for other markets, where biodegradability is essential, including packaging and disposable consumer articles. The BioADD consortium consists of 9 industrial partners, a branch organization and 3 research partners. The partner companies form a complementary team, including biomass providers, pyrolysis technology manufacturers and companies producing products to the relevant markets of horticulture, agriculture and packaging. For each of the companies the successful result from the project will lead to concrete business opportunities. The support of Avans, University of Groningen and Eindhoven University of Technology is essential in developing the know-how and the first product development making the innovation possible.
![People. Planet. Polymer: een Wereld te Winnen [Inaugurele rede]](https://publinova-harvester-content-prod.s3.amazonaws.com/thumbnails/files/previews/pdf/20241113154155120938.Positioning20Paper20Vincent20Voet202024-thumbnail-400x300.png)