Groningse wetenschappers maken nieuwe kunststof

do, 13 oktober 2016

Plastics bestaan meestal uit een polymeerverbinding en een vulmiddel dat de eigenschappen voor een groot deel bepaalt. Door verschillende vulmiddelen te mengen met epoxyhars ontstaan verschillende plastics. Zoals de binnenkant van bierdopjes, frisdrankblikjes, coatings voor auto’s, electronica of lijm. “Een probleem van deze stoffen is dat ze niet meer in de oorspronkelijke componenten zijn terug te brengen”, vertelt Fransesco Picchioni, hoogleraar chemische producttechnologie van de RUG. Bij plastics zijn namelijk lange polymeerketens onderling gekoppeld. Een aaneenschakeling van kettingen, als het ware. Epoxyhars is een onderdeel van zogeheten thermohardende plastics. Bij deze thermoharders is de energie om die koppelingen te verbreken zo groot, dat ook de ketens (de kettingen) kapot gaan. In 2009 ontdekte Picchioni en zijn team een thermoharder waarbij de ketens wel los zijn te maken, zonder ze te beschadigen.

Nanobuisjes

Andrés Araya Hermosilla borduurde voort op dit onderzoek. Stap voor stap is de combinatie van polymeer en vulmiddel aangepast om een goed eindproduct te krijgen. En met resultaat: uiteindelijk kregen de onderzoekers een materiaal waarin voornamelijk nanobuisjes van koolstof zijn verwerkt. Die geven het materiaal goede mechanische eigenschappen en ze maken het geleidend. Dat is weer heel bruikbaar, vertelt Picchioni: “Wanneer we een stroom door dit materiaal sturen, warmt het op. En bij opwarmen zullen de verbindingen tussen de polymeren langzaam wat loslaten, ze worden een beetje vloeibaar. In die toestand verdwijnen kleine beschadigingen vanzelf.” Het materiaal kan zichzelf dus herstellen, met een beetje hulp van een elektronische stroom. Wordt het materiaal nog sterker verhit, dan valt het helemaal uit elkaar en blijven de oorspronkelijke componenten over. “Dan kun je het weer opnieuw gebruiken en heb je volledige recycling. Van cradle to cradle.” Tot nu toe was dit niet mogelijk.

Toepasbaar?

Of er concrete toepassingen zijn, heeft Andrés Araya Hermosilla nog niet onderzocht, maar wellicht kan het epoxyhars gaan vervangen. Epoxyhars bevat vaak de verbinding bisfenol A, wat lijkt op het vrouwelijk geslachtshormoon. En daar lijken gezondheidsrisico’s aan verbonden bij grootschalig gebruik. Het alternatieve materiaal heeft dat niet.