Van cashewnoot naar fietspad: kunststof van natuurlijke materialen

Kunststof vind je overal: in drinkflesjes, verf en zelfs huizen. Helaas wordt 95% van al dat kunststof gemaakt van fossiele grondstoffen. Een belangrijke vraag is dus: kun je plastic ook van natuurlijke materialen maken, om het milieu te ontlasten? Makkelijker gezegd dan gedaan, maar dat weerhield de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) er niet van om in samenwerking met NHL Stenden Hogeschool in Emmen de uitdaging aan te gaan: hoogwaardige kunststof maken van plantaardige materialen.

Veel plastic is gemaakt van moleculen die polymeren worden genoemd. Deze polymeren worden nu veelal gemaakt van fossiele grondstoffen, zoals aardolie. Maar polymeren kun je ook maken van natuurlijke grondstoffen zoals cashewnootschillen, sojaboonolie of appelzuur, vertelt Katja Loos, hoogleraar aan de Faculteit Science and Engineering van de RUG. ‘Deze biomaterialen verwerk je eerst tot een hars en vervolgens tot een duurzame kunststof.’

Theorie en praktijk komen samen
Uit andere onderzoeken is al gebleken dat het mogelijk is om kunststof te produceren van biologische materialen. De RUG en NHL Stenden zetten nu samen de volgende stap: een hoge kwaliteit kunststof produceren, zodat het kan worden toegepast in huidige en nieuwe productieprocessen, zoals bijvoorbeeld 3D-printing. ‘We willen de theorie in praktijk brengen’, vertelt Loos. ‘We hebben bij de RUG onderzocht hoe je uit natuurlijke grondstoffen hars kunt produceren, met positief resultaat: in ons lab maken we deze zogenoemde biohars nu zelf.’ Dit materiaal kan bijvoorbeeld gebruikt worden in de 3D-printers van NHL Stenden. ‘We kunnen er dan producten als gebitsprotheses en medische modellen mee printen,’ vertelt Vincent Voet, lector duurzame kunststoffen aan NHL Stenden. Je kunt de hars ook combineren met natuurlijke vezels, legt hij uit. ‘Dan kun je deze gebruiken in constructies, zoals fietspaden, of voor de versteviging van huizen en bruggen.’

Klaar voor de markt?
Voor de toepassing van duurzame kunststof is de uiteindelijke kwaliteit cruciaal. ‘Alleen duurzaamheid is niet genoeg. Het is van belang dat ons materiaal dezelfde eigenschappen heeft als de polymeren die gemaakt worden uit fossiele grondstoffen. Anders zijn bedrijven niet geïnteresseerd.’ Om de kwaliteit in de gaten te houden hebben Loos en Voet daarom de hulp van enkele bedrijven uit de kunststofindustrie ingeschakeld. Voet: ‘Zij kunnen nagaan of onze harsen ook echt geschikt zijn voor de markt.’ De bedrijven hebben zelf ook baat bij de samenwerking. Loos: ‘We werken bijvoorbeeld samen met een leverancier van 3D-printerinkt die in de nabije toekomst zelf ook duurzame inkt wil aanbieden aan klanten.’

Een mooie combinatie
De samenwerking bevalt erg goed, aldus Voet en Loos. ‘Geregeld reizen onderzoekers en promovendi van ons team tussen Groningen en Emmen om nieuwe ideeën te testen of kennis uit te wisselen. We slepen soms zelfs printers heen en weer!’, lacht Voet. Loos beaamt dit: ‘De lijntjes zijn heel kort en we vullen elkaar goed aan. In Groningen ontwerpen we nieuwe materialen, die we vervolgens in Emmen testen. Ons onderzoek bestaat zo uit een mooie combinatie van theorie en praktijk.’ Het uiteindelijke doel is antwoord op de vraag of de kwaliteit van duurzaam kunststof kan opboksen tegen de huidige producten. Over een paar jaar willen Loos en Voet deze vraag volmondig met ‘ja’ beantwoorden. Daarna is de samenwerking niet afgelopen; de twee onderzoekers hebben nog genoeg plannen voor de toekomst. Zo willen ze de recyclebaarheid van de ontwikkelde bioharsen nog verder onderzoeken. De samenwerking wordt vervolgd!