ENGINEERINGNET.BE - Over het algemeen worden polyester kunststoffen gesynthetiseerd uit twee typen monomeren: de een met een dubbele alcoholgroep en de ander met een dubbele zuurgroep.
Deze monomeren worden gekoppeld tot lange polymeerketens waarin de moleculaire bouwstenen elkaar afwisselen. De functionele eigenschappen van deze materialen hangen af van het aantal monomere bouwstenen waaruit de polymeerketen bestaat, en van de inherente eigenschappen van die monomeren. Met name hun stijfheid is de sleutel tot een stevige, sterke en duurzame kunststof.
Het van glucose afgeleide di-alcohol monomeer isosorbide is op zich een zeer geschikte bio-based monomeer omdat het een zeer stijve moleculaire structuur heeft. Ook is het industrieel beschikbaar.
Het was echter tot nu toe vrijwel ondoenlijk om hiermee voldoende lange polymeerketens te verkrijgen, nodig om een bepaalde mate van vervormbaarheid te realiseren. En om daar tegelijkertijd voldoende grote hoeveelheden isosorbide in te verwerken, nodig om een sterk materiaal te verkrijgen.
Promovendus Daniel Weinland en collega’s wisten deze impasse te doorbreken door een kleine hoeveelheid van bepaalde typen gesubstitueerde fenolen in het polymerisatieproces toe te voegen.
Daardoor ontstaan reactieve componenten die de polymerisatie op gang houden en voorkomen dat isosorbide een remmend effect heeft. Zo lukte het om materialen met een hoog molecuulgewicht te maken, met een groot aandeel ingebouwd isosorbide. Er is nu voor het eerst een hoogmoleculair polymeer gemaakt uit isosorbide en barnsteenzuur.
De in het onderzoek geproduceerde plastics presteren beter dan bestaande kunststoffen op het gebied van hittebestendigheid, wat onder meer belangrijk is voor hergebruik. Ook met betrekking tot mechanische en andere relevante eigenschappen kunnen de op isosorbide gebaseerde polymeren een verbetering inhouden ten opzichte van bestaande materialen op fossiele basis.
Het onderzoek werd uitgevoerd in het kader van het RIBIPOL-project met bijdragen van de industrie, met name LEGO en Avantium. De eerste steunde het project in het kader van de zoektocht naar niet-fossiele alternatieven voor de iconische plastic steentjes. Avantium is geïnteresseerd in fles- en folietoepassingen.
