Antwerpse onderzoekers Covestro ontwikkelen recycling-proces voor polycarbonaat

Covestro heeft een innovatief proces ontwikkeld voor het recyclen van polycarbonaat (polychain plastics). In dit proces worden kunststoffen weer omgezet in hun monomeren, een voorloper van kunststoffen, zodat ze als alternatieve grondstoffen weer in het productieproces kunnen worden teruggevoerd.

Het bedrijf produceert al sinds eind jaren tachtig polycarbonaten in de Antwerpse haven. Het materiaal wordt breed toegepast in veel verschillende sectoren. Eén van de toepassingen is in de behuizing van tv-, pc- en laptopschermen. Polycarbonaat wordt hier toegepast in een mengsel met een andere kunststof, kleurstof en additieven.

Hergebruik afgedankte kunststoffen

“Als fabrikant van kunststoffen zoals polycarbonaat hebben we natuurlijk een verantwoordelijkheid in het omgaan met deze belangrijke materialen, ook aan het einde van hun productlevensduur. Ons voordeel is: we weten hoe onze producten zijn ontworpen en kunnen daarom gericht onderzoek doen naar recyclingoplossingen”, zegt Dr. Thorsten Dreier, Chief Technology Officer van Covestro. De chemische recycling van polycarbonaat is een ander voorbeeld waarmee onze collega’s in ontwikkeling laten zien dat gesloten kringlopen in de toekomst mogelijk zijn. We moeten afgedankte kunststoffen gebruiken als grondstof en hergebruiken als alternatieve grondstoffen om de kringloop te sluiten.”

Het terugbrengen van kunststoffen door middel van recycling vervangt primaire fossiele grondstoffen in de productie. Uitgebreide recycling draagt zo bij aan klimaatneutraliteit en de bescherming van natuurlijke hulpbronnen en het milieu. Mechanische recycling van polycarbonaat is al een belangrijk onderdeel van de recyclingstrategie van Covestro. Het mechanische recyclingproces wordt toegepast wanneer afvalstromen voldoende zuiver zijn en het gerecyclede polycarbonaat voldoet aan het eisenprofiel van de toekomstige toepassing. Het probleem bij grijze of zwarte polycarbonaat is dat het niet mechanisch gerecycled kan worden. Kort gezegd, het is niet mogelijk vanwege al die andere stoffen die door het polycarbonaat zitten gemengd.

Chemische recycling

Chemische recycling werkt complementair aan mechanische recycling – het zet plastic bouwstenen weer om in monomeren: hun afzonderlijke bouwstenen. Deze kunnen worden gescheiden en dienen als grondstof voor toekomstig plastic. Chemische recycling kan dus grotere afvalstromen die ongeschikt zijn voor met name mechanische processen toegankelijk maken voor recycling; Het maakt de productie mogelijk van kunststoffen die voldoen aan de hoogste kwaliteitseisen. Covestro is daarom actief bezig met het ontwikkelen van chemische recycling.

Chemolysis kan de polycarbonaatcyclus direct sluiten

Het nieuw ontwikkelde proces, dat werd aangestuurd door een internationaal team, is een specifiek chemolyseproces dat is aangepast aan polycarbonaat. Waar het op neerkomt, is dat op moleculaire schaal de lange ketens (polymeren) van het ‘oude’ polycarbonaat worden verbroken. Zo ontstaan weer de zogeheten ‘monomeren’, de individuele bouwstenen van polymeren. Met die bouwstenen is dus weer nieuw, vers polycarbonaat te produceren. “Voorgesorteerde afvalstromen met een productgehalte van meer dan 50 procent polycarbonaat kunnen op deze manier worden gerecycled. Dit is met succes aangetoond met verschillende polycarbonaathoudende plastic afvalstromen”, legt Markus Dugal, hoofd procestechnologie bij Covestro, uit. “Met behulp van deze chemolyse kan de kringloop worden gesloten voor een directe voorloper van polycarbonaat. Dit maakt het recyclingproces zeer duurzaam.”

Direct gebruik van gerecycled product als grondstof mogelijk

Het gerecycleerde product, een voorloper van polycarbonaat, kan massagebalanceerd worden en zonder verdere bewerking worden hergebruikt als grondstof voor de productie van polycarbonaat. “Zulke hoogwaardige gerecyclede grondstoffen zijn nodig voor toepassingen die topkwaliteit vereisen. Dit zijn bijvoorbeeld toepassingen in de automobielsector met speciale eisen op het gebied van veiligheid, optische transparantie of esthetiek, en producten in ons dagelijks leven, zoals consumentenelektronica”, zegt Lily Wang, hoofd van de Engineering Plastics Business Entity.

Miljoenen euro’s zullen worden geïnvesteerd

Na een succesvolle ontwikkeling in het laboratorium is de volgende ontwikkelingsfase, de technische implementatie van een continu proces, al begonnen. Bij Covestro in Leverkusen begint de technische implementatie van chemische recycling nu op pilotschaal. Een proeffabriek, die zich momenteel in de planningsfase bevindt, zal worden gebruikt om de ervaring op te doen die nodig is voor verdere uitbreiding naar industriële schaal. Op weg naar industriële schaal wordt het proces nog steeds geoptimaliseerd en ondergaat het verdere ontwikkelingsfasen. Hier zullen de komende jaren miljoenen euro’s in worden geïnvesteerd. De proeffabriek zal worden gebouwd in Leverkusen, Duitsland. Tegelijkertijd stimuleert Covestro verdere processen voor innovatieve recycling van polycarbonaat in zijn onderzoekslaboratoria. Denk hierbij aan chemolytische alternatieven, recycling met enzymen die het plastic afbreken en slimme pyrolyse. Met de pilot plant kunnen ook veelbelovende alternatieven worden getest.

Groene toekomst

Kunststoffen zijn de sleutel tot duurzame groei en een groene toekomst. De ontwikkeling van dit proces past in de ambitie van het bedrijf om in 2035 klimaatneutraal te worden en meer gebruik te maken van circulaire processen. Om ervoor te zorgen dat plastic producten aan het einde van hun levensduur geen afval worden, moeten ze worden hergebruikt als alternatieve grondstoffen. Innovatieve recycling is een van de vier terreinen waarop Covestro actief aan de slag gaat op weg naar een circulaire economie. Covestro intensiveert daarom haar onderzoek naar recyclingmethoden, met een open benadering van technologie, en bevordert innovatieve benaderingen zoals chemische recycling.