Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben een methode ontwikkeld om purschuim, dat spul dat je vindt in matrassen, banken en zelfs keukensponsjes, helemaal uit elkaar te halen en om te zetten in nieuwe grondstoffen.
Purschuim, of voluit polyurethaanschuim, zit in allerlei alledaagse dingen: van je bed en je bank tot autostoelen, verpakkingsmateriaal en sportzolen. Elk jaar wordt er wereldwijd zo’n 24 miljoen ton van gemaakt. Maar hoewel purschuim handig is, is het na gebruik heel lastig om te recyclen. Het is een soort kunststof die, eenmaal die hard geworden is, niet meer smelt, dus je kunt het niet zomaar omsmelten en hergebruiken. In plaats daarvan moet je de chemische verbindingen verbreken om de basisstoffen terug te krijgen.
Tot nu toe was de enige manier om dit schuim helemaal uit elkaar te halen het gebruik van fosgeen, een extreem gevaarlijke stof die zelfs in de Eerste Wereldoorlog als chemisch wapen werd ingezet. Dat maakte grootschalige recycling onmogelijk; het was simpelweg te riskant om met de stof te werken. Daarom belandt het overgrote merendeel van oud purschuim op de vuilnisbelt of in de verbrandingsoven.
Weg met fosgeen
De onderzoekers uit Twente hebben nu een veiliger alternatief bedacht dat purschuim recycleerbaar moet maken zonder fosgeen. Ze gebruiken diethylcarbonaat, een stof die gemaakt kan worden uit bioethanol en CO2. Door het schuim te verhitten tot 210 graden Celsius met een beetje zink als katalysator (een stof die de reactie versnelt zonder zelf te worden opgebruikt), worden de verbindingen gebroken en krijg je twee nuttige producten terug: de polyolen, die het zachte deel van het purschuim uitmaken, en aromatische dicarbamaten, het harde deel. Dit gebeurt aan respectievelijk een efficiëntie van 90 en 70 procent. De dicarbamaten kunnen daarna zonder fosgeen worden omgezet in isocyanaten, een andere basisstof voor nieuw purschuim.
Getest in de echte wereld
De methode werd getest, niet enkel in het laboratorium, maar ook op echt afval. De onderzoekers testten het op allerlei soorten: huishoudelijke sponsen, bankkussens, matrasschuim, een medische dialyseslang en een inlegzool van geheugenschuim. In alle gevallen lukte het om 80 tot 96 procent van het gewicht om te zetten in vloeibare grondstoffen. “Dat maakt deze vondst zo krachtig”, zegt Ege Hosgor, eerste auteur van de studie, in een persbericht. “We hebben geen kunstmatig zuiver schuim gebruikt in het lab, maar gewoon schuim zoals dat in de praktijk voorkomt.”
De katalysator kan na een behandeling met azijnzuur gewoon opnieuw worden gebruikt. Ook het bijproduct ethanol kan grotendeels teruggewonnen worden en weer dienen als basis voor diethylcarbonaat, waardoor je als het ware een gesloten kringloop creëert.
Nog wat beperkingen
Wel zijn er nog praktische verbeteringen nodig voordat de methode op grote schaal kan worden toegepast. Voor de proeven was gespecialiseerde apparatuur nodig die veel energie vereist. Opschaling naar industriële hoeveelheden vraagt dus om engineering: het oplosmiddel en de katalysator moeten bijvoorbeeld efficiënter worden teruggewonnen. Er is ook een betere scheiding nodig van de producten. Ook moet nog worden onderzocht hoe veilig de productie van tussenproducten is.
Ten slotte is er ook een kanttekening voor de geclaimde omzetting van dicarbamaten zonder fosgeen naar isocyanaten. Dat klinkt veelbelovend, maar het vormen en zuiveren van isocyanaten brengt zelf ook technische en veiligheidsuitdagingen met zich mee.
