Deze week konden we alles horen over de wonderbaarlijke stof isosorbide, gemaakt uit groene grondstoffen, met vele nuttige toepassingen. Wij waren op uitnodiging van de Noord-Franse ontwikkelingsmaatschappij in Lille en omgeving, en bezochten daarbij onder meer de firma Roquette, een zeer grote producent van chemicaliën afgeleid van tarwe- en maïsmeel. Zoals isosorbide, een stof waarop zij heel trots zijn, en waarvoor zij een grote toekomst zien.
Isosorbide wordt gemaakt uit glucose, de stof die ontstaat bij afbraak van zetmeel en alom bekend als zoetstof. Eerst voegt men waterstof toe waardoor glucose wordt omgezet in sorbitol, ook al een bekende, de caloriearme suikervervanger en de stof die er voor zorgt dat de inkt vlot uit onze pen loopt. Vervolgens onttrekt men aan twee sorbitolmoleculen twee watermoleculen, waardoor dan isosorbide ontstaat, een stof met wonderbaarlijke eigenschappen. Roquette, dat isosorbide vanaf 2002 in kleine hoeveelheden maakt, heeft hieraan veel ontwikkelingswerk besteed; onder meer bij de zuivering van het ruwe product (98% zuiverheid, lichtgeel van kleur) tot vrijwel zuivere stof (99,5% zuiverheid, zuiver wit). Roquette ontwikkelde isosorbide voor het maken van betere polymeren, een sector waar volstrekte zuiverheid van de uitgangsstoffen een absolute voorwaarde is. Tot nu toe kende isisorbide slechts enkele toepassingen in geneesmiddelen; het wordt gebruikt als diureticum en als middel bij hartproblemen (als isosorbide dinitraat, te vergelijken met nitrobaat, het bekende ‘pilletje onder de tong’ bij pijn op de borst). De gezondheidsaspecten van isosorbide zijn dus goed bekend.
Isosorbide biedt belangrijke verbeteringen
Welke polymeren wil men met deze stof gaan maken? In de eerste plaats kan isosorbide toegevoegd worden aan PET (tot ca.10%) waarbij PEIT ontstaat (met de i van isosorbide). Toevoeging van isosorbide maakt de plastic zowel beter hittebestendig als optisch helderder. Beide eigenschappen kunnen doorslaggevend zijn voor een producent, afhankelijk van de toepassing. Belangrijk is dat het isosorbide de recycling van PET niet in de weg staat, PEIT wordt eenvoudigweg meegenomen in de recyclingstroom. Maar Roquette benadrukt: ‘performance’ is het sleutelwoord bij isosorbide, met andere woorden: klanten zullen de stof verwerken vanwege de goede eigenschappen van de nieuwe plastic, bij de fabricagebeslissing is recycling (nog) volstrekt secundair.
De tweede plastic waarbij isosorbide een grote rol kan gaan spelen is polycarbonaat. Deze harde plastic, onder meer gebruikt bij koplampen en in gebruiksvoorwerpen, wordt tot nu toe gemaakt met behulp van bisfenol-A, een kankerverwekkende stof; bij de fabricage kunnen resten van deze stof overblijven. Bisfenol-A-vrije plastics zijn bij kritische consumenten een punt van aandacht geworden. Isosorbide kan bisfenol-A in zijn geheel vervangen bij het maken van polycarbonaat; dit probleem wordt dan uit de wereld geholpen, en deze polycarbonaten zijn dan ook geschikt als voedselverpakking. Polycarbonaten gemaakt met isosorbide hebben ook geen last van vergeling bij veroudering onder invloed van UV-licht, een belangrijk probleem. Ze zijn bijvoorbeeld geschikt voor (vrijwel onbreekbare) schermen van smartphones. Mitsubishi Plastics gaat op basis van het nieuwe polycarbonaat een nieuwe plastic Durabio op de markt brengen, onder meer bedoeld voor de automobielindustrie – deze kan gemengd worden met pigment en hoeft daarom niet meer geverfd te worden.
The sky is the limit voor isosorbide
Esters van isosorbide kunnen tenslotte worden gebruikt als weekmakers ter vervanging van ftalaten (verdacht van verstoring van onze hormoonhuishouding). De drie genoemde markten zijn buitengewoon groot: samen vele honderdduizenden tonnen. Zet daar tegenover dat Roquette, de belangrijkste producent van isosorbide op dit moment, net een fabriek in gebruik heeft genomen met een jaarcapaciteit van 20 kton, en men kan zich voorstellen dat dit Noord-Franse bedrijf een enorme groeibron heeft aangeboord, mocht isosorbide (op basis van performance!) in al deze markten doorbreken.
En dat hoeft niet het einde te zijn. De trend om de grote kunststoffen te vergroenen is nog maar net begonnen. Polyetheen kan worden gemaakt uit bio-etheen; PET kan worden gemaakt met groene ethyleenglycol en straks met biobased ftaalzuur. Hierbij gaat het nog om bestaande en bekende producten. In ontwikkeling zijn geheel nieuwe, groene producten zoals PEF in plaats van PET; en, zoals bij PEIT, moleculaire aanpassingen van bestaande kunststoffen door inbouw van nieuwe, groene onderdelen. De inbouw van isosorbide is slechts een eerste stap. We zullen steeds meer voorbeelden gaan zien van invoeging van natuurlijke polymeren (zoals suikers, eiwitten, vetten) of onderdelen daarvan in ons arsenaal aan kunststoffen. Zoals in epoxyharsen, polyethers, polyamides en zelfs ook in de hele grote als polyetheen en polypropeen. Steeds zal het gaan om optimale combinatie van eigenschappen van de oude kunststoffen met eigenschappen van natuurlijke materialen. Waarmee een nieuwe familie ‘groene’ materialen ontstaat.
Roquette zong graag tegenover onze groep journalisten de lofzang van de nieuwe verbinding, maar gaf geen antwoord op vragen naar de prijs of naar zijn plannen voor verdere ontwikkeling van kunststoffen met isosorbide, zoals PUR of epoxyharsen. Performance is de drijvende kracht, zo realiseren wij ons – dus niet de prijs. Wij hopen toch niet dat deze een obstakel zal blijken.