“Duurzaamheid”, het is één van de termen die tegenwoordig niet meer weg te denken zijn uit het nieuws, de reclames en vele netwerkbijeenkomsten. Duurzaam ondernemen, duurzaam wonen, duurzame energievoorziening, duurzame producten, gaat er een dag aan ons voorbij dat we niet worden herinnerd aan het belang van een duurzame levensstijl om er voor te zorgen dat deze wereld ook voor onze kinderen en achterkleinkinderen nog een fijne natuurlijke wereld mag zijn om in te leven? Op het gebied van duurzame materialen kregen zo biopolymeren en gerecyclede kunststoffen de aandacht. In dit boekje worden biopolymeren belicht. Daarbij wordt vooral ook aandacht besteed aan de discussie of biopolymeren nou wel echt zo milieuvriendelijk en duurzaam zijn als dat ze lijken. Dit boekje is opgesteld om ontwerpers en bedrijven die zich bezig houden met productontwikkeling praktische (eerste) informatie te bieden over biopolymeren. Naast definities, voor- en nadelen, technieken, toepassingsgebieden, soorten, eigenschappen en regelgeving zal ook een roadmap gegeven worden die inzicht geeft in welke biopolymeren er al zijn en welke er nog verwacht kunnen worden.
MULTIFILE
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.
De maatschappij raakt zich in toenemende mate bewust dat het huidige lineaire economisch model niet meer houdbaar is. Het gebruik van petrochemische producten resulteert in een toename van CO2 in de atmosfeer. Verder neemt de hoeveelheid afval, met name plastics, verontrustende vormen aan en raken de oceanen zienderogen meer vervuild. Om de bovengenoemde problemen te tackelen is een transitie naar biobased en circulair essentieel. Naast dat we voor het maken van (consumenten) producten meer gebruik moeten maken van natuurlijke, hernieuwbare grondstofstromen zullen we de huidige materialen tevens veel beter moeten recyclen teneinde de druk op het milieu te verminderen. Een belangrijk thema in het recyclen van plastics is de chemische recycling. Een bekend voorbeeld waar op dit moment onderzoek naar verricht wordt is de depolymerisatie van PET naar de monomeren, GEVOLGD DOOR de scheiding van additieven en kleurstoffen en vervolgens weer een polymerisatie tot het gewenste plastic. In dit project wordt een andere methode voor chemische recycling onderzocht, namelijk de katalytische pyrolyse van (mengsels) van plastics tot de aromaten benzeen, tolueen en xylenen (BTX). Deze aromaten zijn veel gebruikte intermediairen voor tal van hoogwaardige plastics, zoals polyesters, polyamides en polyurethanen. Ruwweg 40% van alle huidige plastics is opgebouwd uit BTX. De techniek kan gebruikt worden voor mengsels van plastics en, door toepassing van de ex situ approach kunnen ook sterk vervuilde plastic stromen omgezet worden naar BTX. In samenwerking met het bedrijf BioBTX gaat de Rijksuniversiteit Groningen een kinetische studie doen naar de omzetting van plastics door gebruik te maken van tweetal geselecteerde plastic voedingen en een modelsysteem (etheen, propeen en mengels) voor de omzetting naar BTX middels een katalytische pyrolyse. De resultaten van deze studie zullen gebruikt worden voor een techno-economische evaluatie om te inventariseren of het proces commercieel aantrekkelijk is en geschikt voor verdere opschaling richting pilot/demoplant.
Vanuit het bedrijfsleven is er een noodzaak om PVC hoogwaardig te recyclen. Met de huidige methoden zijn de kosten voor het verwijderen van PVC afval tenminste vijf keer hoger dan de oorspronkelijke productiekosten, terwijl waardevolle grondstoffen verloren gaan. Recyclen is momenteel zinloos omdat het verkregen materiaal te laagwaardig is. Ondertussen is er wel een duidelijk maatschappelijk belang omdat bij de verbranding van PVC afval dioxines en zoutzuurdampen vrijkomen die schadelijk zijn voor gezondheid en milieu. De projectpartners Rijksuniversiteit Groningen, Deepgrooves BV en TRH Recycling BV willen in dit project de basis leggen voor hoogwaardige PVC recycling middels superkritische CO2. Wanneer geïnjecteerd tijdens de extrusie is superkritische CO2 in staat om chemicaliën te onttrekken aan de gesmolten PVC, teneinde een meer gezuiverde vorm te bereiken van gerecycled PVC. De wetenschappelijke/technologische principes achter dit idee zijn al eerder onderzocht bij de RuG en de resultaten zijn veelbelovend. De extractie van weekmakers maakt het mogelijk om mechanisch gerecycled zacht PVC te zuiveren tot hard PVC, waaraan momenteel een tekort is op de markt. Onderzoeksvraag: In welke mate kunnen we post-consumer/post-industrial PVC afval geschikt maken voor hoogwaardige recycling (op hetzelfde kwaliteitsniveau) door het middels de inzet van superkritische CO2 te ontdoen van additieven zoals weekmakers en kleurstoffen?
