Volgens ORNL symboliseert dit stukje conceptuele kunst de nieuwe ABL-kunststof.

Meng lignine één op één met synthetische rubber en je krijgt een slagvaste thermoplastische kunststof die uitstekend geschikt is voor bijvoorbeeld autobumpers. Onderzoekers van Oak Ridge National Laboratory hebben octrooi aangevraagd op deze verrassend simpele manier om houtafval te valoriseren.

Nu worden die bumpers meestal gemaakt van ABS. Dat staat voor acrylnitril, butadieen en styreen, drie uit aardolie bereide bouwstenen die samen kriskras door elkaar polymeerketens vormen. ABS is een thermoplast: bij kamertemperatuur is het hard maar bij verhitting smelt het zodat je het vele malen opnieuw kunt verwerken.

Dankzij de mix van monomeren is ABS hard, maar toch elastisch genoeg om klappen op te vangen. Polystyreen, dus een polymeer dat uitsluitend uit styreenmoleculen is opgebouwd, is hard en erg bros. Zonder styreen levert de combinatie van acrylnitril en butadieen zogeheten nitrilrubber op, een materiaal dat bij kamertemperatuur flexibel en elastisch is.

Lignine, de onverteerbare component uit houtige biomassa, is chemisch gezien ook een polymeer. Bij kamertemperatuur is het hard en bros, net als polystyreen, maar bij verhitting ontleedt het eerder dan het smelt. Vandaar dat je een boom niet kunt omsmelten tot iets anders.

Het idee van Amit Naskar en collega’s is nu om lignine te combineren met nitrilrubber om net zoiets als ABS te krijgen. Inbouwen in dezelfde polymeerketens lukt niet, maar je kunt lignine wel heel fijn malen en dan blenden met het rubber. Chemisch gezien lijken beide polymeren voldoende op elkaar om mengbaar te zijn en enige onderlinge interactie te vertonen, al zullen ze niet echt met elkaar reageren.

Een publicatie in Advanced Functional Materials verraadt dat het beter werkt dan de bedenkers zelf hadden durven hopen. Het door elkaar kneden lukt het beste bij 140 tot 160 graden Celsius; het nitrilrubber smelt dan terwijl de vaste ligninenanodeeltjes nog niet ontleden. Dat laatste hangt wel samen met de soort biomassa die je als bron gebruikt: hardhout levert de stabielste lignine op, maar sommige zachtere houtsoorten voldoen ook. Daarnaast speelt de samenstelling van het nitrilrubber een rol: van de tto nu toe uitgeprobeerde mengverhoudingen voldeed 41% acrylnitril het beste.

Volgens Naskar presteert dit ‘ABL’ op sommige punten zelfs beter dan ABS. En het is alvast voor 50% duurzaam.

bron: Oak Ridge National Laboratory