Duurzamer alternatief voor PET in ontwikkeling

Scheikundigen van de Rijksuniversiteit Groningen hebben een enzym gevonden om furanen te polymeriseren, zonder gebruik van giftige katalysatoren en bij een lagere temperatuur.

Trefwoorden: #alifatische diolen, #biomassa, #CALB, #Candida antarctica lipase B, #enzym, #ester, #ether, #ethyl esters, #furan, #katalysator, #Katja Loos, #lipase, #monomeren, #olie, #PEF, #PET, #polyester, #polymerisatie, #suikers, #vetafbreker

Lees verder

research

( Foto: RUG )

ENGINEERINGNET.BE - Voor de productie van PET, ofwel polyethyleentereftalaat, zijn bouwstenen uit fossiele olie nodig. Furanen, zogeheten aromatische ringen met vier koolstofatomen en een zuurstofatoom, bieden een duurzaam alternatief.

Deze furanen zijn te maken van suikers uit biomassa. Ze zijn te polymeriseren tot polyethyleen 2,5-furandicaboxylaat (PEF), als alternatief voor PET. Ook kun je met furanen andere co-polyesters maken, wat plastics met verschillende eigenschappen oplevert.

Polymerisatie van furan gebeurt doorgaans met processen die voor de productie van PET zijn ontwikkeld in de laatste zeventig jaar. Daarvoor zijn katalysatoren met giftige metalen en hoge temperaturen nodig, wat niet zo milieuvriendelijk is.

Nu hebben scheikundigen van de Nederlandse Rijksuniversiteit Groningen, onder leiding van professor Katja Loos, een commercieel verkrijgbaar enzym gevonden om deze polymerisatie uit te voeren.

De polymeren worden gemaakt door furanen te combineren met lineaire monomeren. Dat kunnen alifatische diolen zijn, of ethyl esters. Het enzym is Candida antarctica lipase B (CALB), een lipase (vetafbreker), die ester verbindingen normaliter verbreekt.

Voor de polymerisatie van furanen moet het juist een ester verbinding maken. Loos: ‘Enzymreacties kunnen altijd twee kanten op, wij hebben dat evenwicht verschoven naar de vorming van esterverbindingen.’

De onderzoekers hebben verschillende co-polyesters, met behulp van CALB, uit een aantal verschillende furanen en lineaire monomeren gevormd. Zij slaagden erin om de hoeveelheid aromatische eenheden in het polyester zo groot te maken dat het zelfs betere eigenschappen heeft dan PET.

‘In onze experimenten gebruikten we ether als oplosmiddel, en dat wil je liever niet in een fabriek. Maar het smeltpunt van furanen is erg laag, dus we weten vrij zeker dat deze enzymatische polymerisatie ook in vloeibare monomeren zal werken’, aldus Loos.

Aanpassen van een productielijn is kostbaar. ‘Onze enzymatische polymerisatie is een prima alternatief voor nieuwe bedrijven die zich richten op groene alternatieven voor PET’, stelt Loos.