In kunststoffen die stevig en hittebestendig moeten zijn, wordt vaak thermohardend polymeer verwerkt. Dankzij een nieuwe techniek kunnen deze harde plastics nu afbreekbaar worden gemaakt.
Thermohardende kunststoffen, zoals epoxy, polyurethaan en bandenrubber, worden speciaal gemaakt om hitte en druk goed te weerstaan. Je vindt ze terug in onder meer auto-onderdelen en elektrische apparaten. Keerzijde is dat ze aan het einde van hun levensduur niet eenvoudig kunnen worden gerecycled of afgebroken. De chemische verbindingen in het materialen zijn immers sterker dan in bijvoorbeeld thermoplastics.
Thermohardend polymeer
Chemici van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben nu een manier gevonden om de samenstelling van thermohardende polymeren zo te wijzigen dat ze wél makkelijk afbreekbaar worden, zonder in te boeten aan stevigheid en hittebestendigheid. Ze hebben hun bevindingen woensdag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
'We hebben een fundamenteel ontwerpprincipe blootgelegd dat kan leiden tot de productie van een afbreekbare variant van een thermoharder die we pDCPD noemen', stelt hoogleraar Jeremiah Johnson van MIT in een persbericht. 'We kunnen het materiaal verpoederen en van dat poeder meer pDCPD maken.'
Nieuwe vorm
Thermohardend polymeer kent grofweg dezelfde productiewijze als thermoplast. Het verschil is dat de laatste groep kunststoffen bij verhitting vloeibaar wordt en het vervolgens weer in een nieuwe vorm kan worden gegoten.
Bij thermohardend plastic werkt dat niet. Heeft het eenmaal zijn vorm, dan is het nagenoeg onmogelijk het materiaal weer vloeibaar te maken. Dat maakt recyclen lastig.
Poeder
Door toevoeging van 7,5 tot tien procent silylether in het maakproces van thermohardend kunststof blijkt het nu evenwel mogelijk om de chemische verbindingen losser te maken. Het nieuwe materiaal bleek even sterk als voorheen, maar was nu ineens terug te brengen tot poedervorm, door het te bewerken met fluoride-ionen.
Dat poeder kon vervolgens worden opgelost, waarna er van de oplossing nieuw thermohardend kunststof kon worden gemaakt, in elke gewenste vorm.
'Het nieuwe materiaal is vrijwel niet te onderscheiden van het origineel en sommige mechanische eigenschappen zijn zelfs beter,' stelt hoogleraar Johnson. 'Het is opwindend om kunnen aantonen dat je van afgebroken thermoharders weer hetzelfde materiaal kunt maken.'
Foto: Depositphotos
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.