Molecular recycling of condensation polymers
Recyclen in de magnetron
Recycling van kunststoffen (waaronder plastics) wordt vaak nog beperkt door polymeerdegradatie, waarbij het materiaal vermindert van kwaliteit. Daarom wordt doorgaans een aanzienlijke hoeveelheid nieuw kunststof toegevoegd om de productkwaliteit te behouden. Moleculaire recycling is een geavanceerdere techniek die niet wordt begrensd door polymeerdegradatie en het mogelijk maakt om plasticafval via chemische reacties om te zetten in hoogwaardig plastic.
Moleculaire recycling vereist nu echter nog verdere ontwikkeling om de industriële toepasbaarheid te verbeteren. In zijn proefschrift draagt Joël Benninga hieraan bij via de ontwikkeling van moleculaire recyclingtechnieken voor verscheidene commerciële polymeren.
Benninga presenteert de katalysatorvrije moleculaire recycling van een commercieel polyurethaan via een nieuwe depolymerisatietechniek, waarbij hij uitsluitend water bij verhoogde temperaturen gebruikt. Daarnaast beschrijft hij de enzymatische afbraak van verschillende polyester-blends, wat inzicht biedt en de mogelijkheid opent voor enzymatische recycling van commerciële blends.
Tot slot onderzocht Benninga de chemische recycling van poly(p-fenyleentereftalamide) (PPTA), een polymeer dat commercieel wordt gebruikt voor de productie van aramidevezels. In samenwerking met Teijin Aramid ontwikkelde hij een magnetron-geassisteerd recyclingproces, dat leidde tot een snelle omzetting van PPTA poeder in de bouwstenen tereftaalzuur en p-fenyleendiamine, die werden verkregen in goede opbrengsten en met hoge zuiverheid. Daarnaast paste Benninga het ontwikkelde proces toe op para-aramide Twaron-vezels.
Benninga presenteert een uitgebreide microscopiestudie waarin de afbraakmechanismen die betrokken zijn bij het recyclingproces worden beschreven, wat cruciale inzichten biedt voor procesoptimalisatie en uiteindelijke opschaling.
Zie ook: Kogelvrij vest efficiënt te recyclen dankzij magnetron
Joël Benninga voerde zijn onderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, met financiering van Greenwise Campus, Regio Deals, Provincie Drenthe, Gemeente Emmen, MOOI-3CRA (RVO).