Plastiek problematiek: chemische recyclage als antwoord op de plasticsoep

Tegen 2050 zal er in onze oceanen naar schatting meer plastic afval ronddobberen dan er vissen zullen zwemmen. Bovendien zal tegen dan de plasticsector niet 5% maar 20% van de jaarlijkse wereldwijde olieconsumptie verbruiken. Deze twee voorspellingen worden werkelijkheid als er in de tussentijd geen ingrijpende maatregelen genomen worden.   

Van vriend naar vijand

Plastics zijn alomtegenwoordig in ons dagelijks leven. Deze kunstmatige materialen bezitten een brede waaier aan bruikbare eigenschappen waardoor ze natuurlijke materialen – zoals bijvoorbeeld hout, glas en metaal – vervangen hebben in de meest uiteenlopende toepassingen. Destijds veroorzaakte dit een sterke stijging in de vraag naar plastics. Ook de komende jaren zal, door de toename van de wereldwijde welvaart, de vraag hiernaar blijven stijgen.

De huidige levensloop van plastics volgt hoofdzakelijk een rechtlijnig verloop. Eerst wordt de ruwe grondstof – aardolie – uit de grond gehaald en verwerkt zodat er vervolgens plastic eindproducten uit gemaakt kunnen worden. Deze producten worden tenslotte, na gebruik, als afval weggegooid. Dit rechtlijnige model maakt dat plastics niet duurzaam zijn.       .

Aardolie – een fossiele grondstof – zat gedurende miljarden jaren ondergronds opgeslagen. Sinds de industriële revolutie is de mens deze grondstof massaal beginnen op te pompen en consumeren – onder andere ter productie van plastics. Dit heeft geleid tot een buitengewoon snelle en gigantische uitstoot van het schadelijke broeikasgas CO2. Broeikasgassen liggen aan de basis van de klimaatsverandering waardoor de aarde opwarmt en de kans op extreme weerfenomenen toeneemt.

Daarnaast vormt plastic afval een bedreiging voor het milieu. Ongeveer 60% van het tot nu toe geproduceerde plastic komt als afval in de natuur terecht. Eenmaal daar breekt plastic zeer moeilijk af waardoor het zich door de jaren heen heeft opgehoopt in een zogenaamde "plasticsoep" in de oceanen. Zo belanden plastic deeltjes uiteindelijk via zeedieren op ons bord. Plastic is het slachtoffer geworden van zijn eigen succes.

Van recht naar rond

Enkel en alleen met een doordacht plan kan plastic duurzamer gemaakt worden en kan het doemscenario van 2050 vermeden worden. Een rechtstreekse strategie bestaat erin de hoofdoorzaak van het plastic probleem – de rechtlijnige productieketen – aan te pakken. Een alternatief, dat stelselmatig terrein wint, is het kringloopmodel. In tegenstelling tot het rechtlijnige ‘neem-maak-gebruik-stort’ model, worden in een kringloopmodel afvalstromen hergebruikt en gerecycleerd. Met andere woorden: afval wordt grondstof. Er komt minder afval terecht in de natuur en er is minder nood aan nieuwe grondstoffen waardoor de vervuiling sterk teruggedrongen wordt.

Boven: rechtlijnige model

Onder: kringloopmodel

Polemiek rond polycarbonaat

Binnen het kader van deze “plastiek problematiek" zoomt deze scriptie in op één bepaald type plastic, zijnde polycarbonaat. Je kan deze plastic voorstellen als een ketting van identieke kralen. Elke kraal staat hier voor de bouwsteen bisfenol A (BPA). Door de identieke BPA-bouwstenen met elkaar te verbinden, verkrijgt men een zeer sterk materiaal. Polycarbonaat, dat bekendstaat om zijn hardheid en transparantie, wordt gebruikt in onder andere autolampen, drinkbussen en veiligheidsbrillen.

De laatste jaren is het gebruik van BPA echter omstreden geworden. Uit studies blijkt namelijk dat BPA onze hormoonhuishouding kan verstoren. Hormonen regelen cruciale processen in ons lichaam zoals groei en puberteit. Een verstoring van hun normale werking kan ernstige gevolgen hebben voor de gezondheid. Zo wordt BPA gelinkt aan ziektes zoals verlaagde vruchtbaarheid, suikerziekte en zelfs bepaalde vormen van kanker. De afgelopen decennia is er tevergeefs heel wat onderzoek gevoerd naar veilige BPA-alternatieven, maar een echte doorbraak kwam er pas recentelijk.

Duurzaam bisguaiacol

Deze doorbraak kwam er in de vorm van bisguaiacol F (BGF). Deze chemische bouwsteen is zeer gelijkend aan BPA, met twee grote verschillen.

Eerst en vooral is BGF veiliger dan BPA omdat het veel minder tussenkomt in de hormoonhuishouding.

Daarnaast wordt BGF geproduceerd uit houtafval zoals hout uit het containerpark of snoeiafval. In contrast met fossiele grondstoffen stoten planten geen CO2 uit, maar nemen ze het op om te groeien. Hout kan steeds opnieuw aangemaakt worden door een combinatie van zonlicht, water en CO2 waardoor het bestempeld wordt als een hernieuwbare grondstof. Dit maakt BGF – naast veiliger – ook duurzamer dan BPA. Meer nog, uit dit BGF kunnen polycarbonaten gemaakt worden dat niet moeten onderdoen voor de traditionele BPA-gebaseerde polycarbonaten.

De ontwikkeling van duurzame polycarbonaten is de eerste stap in de overgang naar een kringloopmodel. Het succes van BGF-gebaseerde polycarbonaten in een kringloopmodel zal grotendeels afhangen van de mogelijkheid tot recyclage. Deze scriptie bestudeert enerzijds of het mogelijk is om polycarbonaten te recycleren en anderzijds op welke manier dit het beste kan.

Polycarbonaat recyclage

Plastic afval wordt typisch gerecycleerd door het te verhitten. De kralenketting – die plastic in essentie is – blijft intact, maar de hoge temperatuur maakt dat de ketting beter samengepakt en verwerkt kan worden. Nadien kunnen hieruit nieuwe tweedehands producten gemaakt worden. Deze recyclagetechniek heet mechanische recyclage. Momenteel wordt slechts 15% van het verzamelde plastic afval gerecycleerd omdat er moeilijkheden verbonden zijn aan mechanische recyclage. Zo is het belangrijk dat het te recycleren plastic van éénzelfde soort is omdat onzuiverheden in het gerecycleerd plastic leiden tot producten van een slechtere kwaliteit. Dit maakt dat het sorteren van plastic afval moeilijk tot zelfs onmogelijk is.

Een andere recyclagetechniek, namelijk chemische recyclage, omzeilt dit struikelblok. Tijdens chemische recyclage wordt de lange kralenketting geknipt in de oorspronkelijke kralen. Chemische recyclage van polycarbonaat levert dus BPA of, in dit geval, BGF op. In deze scriptie werden experimenten met een modelcomponent van BGF-polycarbonaat uitgevoerd zodat chemische recyclage efficiënt kon worden onderzocht. Deze experimenten toonden aan dat methanol, het simpelste alcohol, de splitsing van de ketting gecontroleerd kan uitvoeren in industrieel toepasbare omstandigheden.

Conclusie

Indien wij, onze kinderen en kleinkinderen in 2050 nog willen genieten van een plasticvrije visfilet, is er dringend nood aan actie. Een duurzaam kringloopmodel pakt zowel de vervuilende grondstoffen als het afval aan. Hierbij wordt gekozen voor hernieuwbare grondstoffen en ingezet op recyclage. Voor polycarbonaat is deze omwenteling in de toekomst mogelijk. Enerzijds kan het schadelijke BPA vervangen worden door het veiligere en duurzame BGF. Anderzijds kan een afgedankte polycarbonaat drinkbus – met behulp van chemische recyclage – dienen als grondstof voor een gloednieuw exemplaar.