Dekseltjes van wegwerpbekertjes, menuboxen, en allerlei andere wegwerpbakjes voor voedsel zijn vaak van zwart polystyreen. Dit spul is gecompliceerd om te recyclen doordat het lastig automatisch te sorteren is. Hierdoor verdwijnt het in verbrandingsovens of op de vuilstort.
Dat is jammer, vooral omdat dit zwarte plastic heel behulpzaam kan zijn bij het recyclen van veel meer soorten plastic. Een Amerikaanse studie werpt nieuw licht op mogelijkheden om polystyreen effectief te recyclen met behulp van zichtbaar licht en een zwarte pigmentstof.
De onderzoekers ontwikkelden een fotothermisch proces, ofwel een proces waarbij lichtenergie gebruikt wordt, om zwart polystyreen om te zetten in styrenen, de originele bouwblokken van polystyreen. Het proces maakt gebruik van de warmtegenererende eigenschappen van het pigment koolstofzwart dat gebruikt wordt om het plastic zwart te kleuren. Bij de methode zijn geen extra materialen of oplosmiddelen nodig: alles is weer herbruikbaar, de styrenen en het koolstofzwart.
Fotothermische conversie
Aan de basis van dit systeem ligt fotothermische conversie, ofwel licht dat omgezet wordt in lokale hitte. Traditioneel zou je de kunststof in een oven stoppen en sterk verhitten, met behulp van licht en fotothermische materialen is het mogelijk heel lokaal hoge temperaturen te bereiken. Door het polystyreen te vermalen en vervolgens met zonlicht of sterke witte leds te bestralen, bereiken de zwarte deeltjes in de mix een temperatuur die hoog genoeg is om het polystyreen terug te brengen tot monostyreen. Het proces is energie-efficiënt omdat alleen heel lokaal hitte ontstaat. Ook ontstaan er geen ongewilde bijproducten; zowel het styreen als het koolstofzwart kan weer gebruikt worden.
De onderzoekers gebruikten eerst een mix van tot poeder vermalen ongekleurd polystyreen en voegden daar de kleurstof koolstofzwart aan toe. Deze mix werd in een afgesloten glazen cilinder gestopt en een half uur lang aan witte leds met hoge intensiteit blootgesteld. De zwarte deeltjes warmden de polystyreendeeltjes zo sterk op dat ze afgebroken werden tot vloeibaar styreen. De wetenschappers maakten vervolgens weer zwart polystyreen van het teruggewonnen styreen en het koolstofzwart. Daarna herhaalden de onderzoekers hetzelfde experiment met zwart polystyreen dat bestond uit voormalige koffiekopdekseltjes en wegwerpbakjes. In dat geval brak 53 procent van het materiaal af tot styreen. Door gefocust zonlicht in plaats van leds te gebruiken wisten de onderzoekers tot 80 procent om te zetten.
Circulair
De methode werkt ook nog goed door het zwarte afvalplastic met andere kleuren en doorzichtig polystyreen te mixen. Hierbij zorgt het zwarte pigment in de mix nog voor voldoende hitteproductie om ook de andere kleuren om te zetten in styreen, bij zonlicht tot 67 procent en met leds tot 45 procent.
De onderzoekers toonden zo aan dat het mogelijk is om gekleurd polystyreenafval af te breken met behulp van zonlicht. Ze hopen dat hun methode een gesloten recyclingproces voor dit type plastic kan creëren.
