ENGINEERINGNET.BE - Hergebruik van plastics levert meestal een product van lagere kwaliteit op. Chemische recycling, het afbreken van polymeren in de bouwstenen (monomeren), levert de beste resultaten op. Maar dit depolymeriseren is lastig.
Binnen het Feringa Nobel Prize Scientist Joint Research Center hebben wetenschappers op basis van liponzuur een polymeer ontwikkeld dat onder milde omstandigheden is te produceren en ook weer af te breken.
Tot zo'n 87% van de liponzuur-moleculen is terug te winnen in pure vorm. Die zijn dan te gebruiken bij het maken van nieuwe polymeren van hoge kwaliteit.
Het research center is een gezamenlijk project van de Rijksuniversiteit Groningen en de East China University of Science and Technology in Shanghai, geleid door de Groningse Nobelprijswinnaar voor chemie Ben Feringa en de hoogleraren Da-Hui Qa en He Tian.
Liponzuur heeft een ringstructuur waarin twee zwavelatomen aan elkaar gekoppeld zijn. Na verbreking van die koppeling kunnen de zwavelatomen reageren met andere monomeren. ‘Wij ontdekten een manier om dit gecontroleerd te laten verlopen om lange polymeren te maken,’ aldus Feringa.
Aan het molecuul zit ook een carboxygroep, die gemakkelijk reageert met metaalionen. Die kunnen de polymeren crosslinken, waardoor een zacht, elastisch materiaal ontstaat.
Door het indampen van een oplossing van het molecuul in water met natriumhydroxide ontstaat juist een stevige film via ionenverbindingen. De polymerisatie is in beide gevallen een omkeerbaar proces, wat het materiaal ook nog eens zelf-herstellend maakt.
Door de polymeren eenvoudigweg bloot te stellen aan natriumhydroxide zijn ze op te lossen in monomeren. Door een beetje zuur toe te voegen slaan de monomeren neer en kun je ze verzamelen. De kwaliteit van die gerecyclede monomeren is identiek aan die van het originele materiaal.
Feringa: ‘We kunnen het materiaal een aantal keren recyclen zonder kwaliteitsverlies.’ Toch is een echte industriële toepassing nog ver weg.
‘Dit is een eerste bewijs dat het werkt. We zijn nu bezig met experimenten om nieuwe polymeren met andere functionaliteiten te maken en om het proces van polymeriseren en depolymeriseren beter te leren begrijpen.’ Ook willen de onderzoekers meer dan 87% van de monomeren terugwinnen.
