© 2024 SURF
Om de klimaat- en circulaire doelstellingen te halen moet de kunststof/plasticsector in de komende decennia sterk verduurzamen . Voor de producenten van polyesters liggen hier veel mogelijkheden. In tegenstelling tot bijvoorbeeld polyolefines, en in iets mindere mate polyurethanen en polyamides kunnen veel polyesters goed chemisch naar de monomere bouwstenen worden afgebroken en na zuivering weer worden “geherpolymeriseerd”. Omdat tijdens het proces van collectie, sortering en recycling verliezen aan polymeer/monomeer optreden moeten deze bij voorkeur worden aangevuld uit hernieuwbare grondstoffen.
Er zijn al een aantal biobased monomeren (isosorbide, 1,3-propaandiol, succinaat, FDCA, etc.) op de markt die afkomstig zijn uit hernieuwbare grondstoffen en commercieel gebruikt worden in de synthese van verschillende polyesters. Toch bestaat er vanuit de industrie een sterke behoefte aan nieuwe biobased monomeren die niet alleen de abiotische/petrochemische monomeren kunnen vervangen maar ook nieuwe eigenschappen, inclusief bijvoorbeeld biodegradeerbaarheid en brandwerendheid, aan polyesters kunnen toevoegen.
In dit project zijn via een nieuwe geoptimaliseerde route vanuit de goed beschikbare biobased building blocks furfural en levulinezuur (esters) twee nieuwe biobased monomeren gesynthetiseerd (FDPA-OMe, Furan 2,5-dipropionic acid dimethylester) en PDPA-OEt (Pyrrole 2,5-dipropionic acid diethylester)). De syntheses zijn opgeschaald tot > 30 g hoeveelheden, zie figuur 1.
Figuur 1. Synthese van de biobased monomeren FDPA en PDPA
De verkregen monomeren zijn vervolgens als co-monomeer ingebouwd in de synthese van polyethyleen tereftalaat (PET). Het PET co-monomeer is gesynthetiseerd uit de monomeren DMT (dimethyltereftalaat) en ethyleenglycol (zie figuur 2).
Figuur 2. Inbouw van de monomeren FDPA-OMe en PPDA-OEt in een standaard PET synthese (uit DMT/EO;
Om de klimaat- en circulaire doelstellingen te halen moet de kunststof/plasticsector in de komende decennia sterk verduurzamen . Voor de producenten van polyesters liggen hier veel mogelijkheden. In tegenstelling tot bijvoorbeeld polyolefines kunnen veel polyesters goed chemisch naar de monomere bouwstenen worden gerecycled. Verder is al een aantal monomeren (isosorbide, 1,3-propaandiol, succinaat, FDCA, etc.) op de markt die afkomstig zijn uit hernieuwbare grondstoffen en gebruikt kunnen worden in de synthese. Toch bestaat er vanuit de industrie een sterke behoefte aan nieuwe biobased monomeren die niet alleen de abiotische/petrochemische monomeren kunnen vervangen maar ook nieuwe eigenschappen, inclusief biodegradeerbaarheid, brandwerendheid, aan polyesters kunnen toevoegen.
In dit project wordt beoogd om de in literatuur beschreven verbinding furan 2,5-dipropionic acid (methylester) te synthetiseren, dit vervolgens te optimaliseren en op te schalen naar grotere hoeveelheden (20-100 g). Het furan 2,5-dipropionic acid (FDPA) kan via een drie-staps synthese worden verkregen uit de biobased building blocks furfural en levulinezuur Beide verbindingen worden op commerciële schaal gesynthetiseerd uit verschillende biogrondstoffen maar zijn ook, zoals recent aangetoond door de Hanzehogeschool in een lopend GoChem project, te synthetiseren uit hooi.
De verbinding zal vervolgens als co-monomeer in een aantal verschillende polycondensaties worden ingebouwd en op een aantal parameters (ratio, Tg, Tm, Mwt,) worden geanalyseerd om inzicht te krijgen in de structuureigenschappen en het commercieel perspectief van dit nieuwe type co-polymeren.