
Stevig plastic is ontzettend handig, maar ook moeilijk te recyclen. Dat stond zo goed als vast, tot de komst van vitrimeren. Wageningse onderzoekers van het cluster Biomoleculaire Wetenschappen leggen samen het fundament voor dit nieuw, duurzaam plastic, dat hard is als het kan en zacht als het moet.
Bij de bestaande harde plastics vormen de moleculen lange strengen met stevige dwarsverbindingen. Deze bindingen laten zelfs niet los bij hoge temperaturen. Vijf jaar geleden besloten Wageningse chemici daarom verder te werken aan vitrimeren, waarin de voordelen van hard en zacht plastic samenkomen.
Bij de leerstoelgroep Organische Chemie werken Simon van Hurne, Sybren Schoustra en hun begeleider Maarten Smulders aan dit nieuwe plastic. "Een vitrimeer kun je zien als een net van een voetbalgoal dat met knoopjes aan elkaar vast zit", zegt Schoustra. "Dat netwerk kun je activeren. Dan laten de knoopjes los en kun je ze ergens anders weer vastzetten." Dat activeren doen Van Hurne en Schoustra door te verwarmen. "Het liefst heb je iets dat op kamertemperatuur hard is en bij bijvoorbeeld 150 graden Celsius hervormbaar wordt", aldus Schoustra.
Met hun nieuwe stukjes plastic gaan Schoustra en Van Hurne langs bij andere onderzoekers om de eigenschappen te testen. Bij het laboratorium van Physical Chemistry and Soft Matter leggen ze de monsters in een reometer, die test hoe stug of juist elastisch het is en tot welke temperatuur het plastic stabiel blijft. Jasper van der Gucht van dit lab: "Onze reometer duwt en trekt om te kijken hoe sterk het materiaal is."
Met de Raman microscoop van de leerstoelgroep Biofysica bekijkt Schoustra hoe de nieuwe materialen precies zijn samengesteld en hoe de moleculen zijn gerangschikt.
In de toekomst gaan onderzoekers nieuwe plastics mengen met bestaande varianten. Daarnaast willen ze bestaande plastics met hun technieken aanpassen, zodat deze ook recyclebaar worden. Andere onderzoekers kunnen die kennis gebruiken om bijvoorbeeld nieuwe voedselverpakkingen te ontwikkelen, die sterk, veilig en duurzaam zijn.
In zeewater oplosbaar
De hoop is dat de producten van dit soort nieuwe plastics vaak gerecycled worden en niet eindigen als zwerfafval in de natuur. Mocht dit toch gebeuren, dan biedt een nieuw soort biobased plastic gemaakt door Julian Engelhardt in de toekomst misschien nog uitkomst. Hij werkt voor Wageningen Food and Biobased Research en de leerstoelgroepen Organische Chemie en Physical Chemistry and Soft Matter. De plastics die Engelhardt probeert te maken, zijn zogenoemde saloplastics. Dit materiaal valt in zout water uiteen tot losse moleculen die niet schadelijk zijn voor het onderwaterleven. "In een paar dagen, weken of maanden kan het volledig zijn afgebroken", aldus Engelhardt. Ander plastic drijft tientallen of zelfs honderden jaren in zee.
Het principe werkt, maar Engelhardt sleutelt nog verder om het materiaal sterk genoeg te maken voor toepassing in producten.