Kunnen Organische Materialen de Volgende Generatie Kunststoffen Drijven?

Deel II: Organische Vulstoffen in Kunststof Hardware

Kunnen organische materialen de toekomst van kunststofproductie zijn als de olie op is? Aangezien kunststoffen petroleum-gebaseerd zijn, wat gebeurt er als olievoorraden krimpen? Stel je de diepgaande impact voor op alledaagse producten — mobiele telefoons, computers, kleding, schoenen, meubels. Het antwoord kan liggen in de organische chemie.

Organische additieven hebben kunststoffen al meer dan een eeuw aangedreven. De eerste echte synthetische polymeer, Bakeliet, werd gecreëerd door Leo Baekeland in 1912 en erstmals gebruikt in een Rolls-Royce versnellingknop in 1916. Bakeliet, nu fenolhars genoemd, wordt geproduceerd door polymerisatie van fenol en formaldehyde — beide organische verbindingen. Het blijft gewaardeerd voor zijn dielectrische sterkte en hittebestendigheid, met toepassingen in printplaten, pannenhandvaten, elektrische stekkers, en zelfs sieraden.

Organische vulstoffen — notenschillenmeel, houtsnippers, rijsthullen, tarwekaf, vlasthullen, maïskolfmeel, kippenveren, kurk, schelpen, en meer — worden routinematig in thermoplasten zoals polypropyleen, polyethyleen, en PVC gemengd. Ze bieden lage dichtheid, lage kosten, en minimale verwerkingsbelasting. Echter, natuurlijke vezels kunnen degraderen bij hoge temperaturen, wat hun gebruik beperkt tot laag-smeltende kunststoffen, en ze kunnen slagweerstand reduceren.

In de Verenigde Staten combineren hout-kunststof composieten (WPCs) vaak 60% rijsthullen met 40% gerecycld hoogdichtheid polyethyleen voor bouwpanelen. Aan de overkant van de Atlantische Oceaan verschijnen bio-vulstoffen in auto-interieurs: de 2014 Ford F-150's elektrische harnessen vervangen talk met Arkansas-gekweekte rijsthullen, en de 2015 Volkswagen Golf gebruikt een 50/50 polypropyleen-vlasvezel mengsel voor zijn front-end carrier.

Lignine, een complex polymeer dat plantenstengels hun rigiditeit geeft, is 's werelds tweede meest abundante organische polymeer na cellulose. Bijproducten van pulpmolens, biobrandstofinstallaties, en andere bioproductprocessen, is lignine een aantrekkelijke kandidaat voor bioplastics. Pure Lignin Biotechnology Ltd. markteert lignine bio-vulstoffen die tot 20% van polypropyleen of polyethyleen kunnen vervangen, wat trekkracht en buigmodulus verhoogt. CycleWood Solutions, LLC, een start-up van de Universiteit van Arkansas, produceert Xylomer™ — een 100% biologisch afbreekbare, composteeerbare thermoplast die in ongeveer 180 dagen afbreekt tot humus, bruikbaar voor bekers, borden, en zakken.

Naarmate petroleumreserves afnemen en de vraag naar herbruikbare bioplastics stijgt, staat de industrie klaar om organische materialen te omarmen zowel als vulstoffen als basisharsen.

Wat voorzie je voor de toekomst van kunststofproductie? Deel je gedachten in de reacties hieronder.

Op zoek naar meer informatie over versterkte kunststoffen? Download onze gratis Gids voor Hoogsterke Kunststoffen.