Het consortium Closing Carbon Cycles with Renewable Amines (3CRA) wil onderzoeken hoe je waardevolle amines kunt halen uit biomassa en recyclaat. ‘Amines zijn belangrijke bouwstenen voor de chemische industrie’, zegt Vincent Voet, lector Circular Plastics aan NHL Stenden Hogeschool. ‘Die kun je uit reststromen halen, maar ook uit plastics en materialen zoals de aramidevezels in Twaron.’ Samen met collega’s, de groep van hoogleraar Katja Loos aan de Rijksuniversiteit Groningen en het bedrijf Teijin Aramid (dat Twaron maakt) bundelden ze hun krachten en expertises om te zien of de aramidevezels op deze manier te recyclen zijn.

‘Het is eigenlijk een soort KNCV-paper’, zegt Loos met een lach. ‘Bert Gebben is principal scientist bij Teijin Aramid, maar ook voorzitter van de KNCV-sectie Macromoleculen. Vincent is penningmeester, en Joël Benninga, de promovendus die het onderzoek heeft uitgevoerd, is de webmaster van het bestuur. Daarnaast ben ik zelf voorzitter van de KNCV-sectie Soft Matter. We kennen elkaar dus goed en we hadden voor dit project al een goede vertrouwensbasis.’ Daarnaast is de verregaande samenwerking tussen universiteit en hogeschool ook bijzonder. ‘Dat gebeurt niet zo vaak. Maar deze meer praktische aanpak en samenwerking zouden wat vaker bij universiteiten gezien mogen worden, we moeten meer met societal challenges bezig zijn.’

Kwartiertje

Aramidevezels vind je terug in tal van toepassingen, waaronder snijbestendige handschoenen, slijtvaste banden en kogelwerende vesten. Maar recycling staat nog in de kinderschoenen en als het materiaal versleten is wordt het meestal gedowncycled. Voet: ‘In theorie zou je de vezels al meteen in de magnetron kunnen doen, maar we begonnen met de poedervorm van het polymeer, poly(p-fenyleenterefthalamide).’ Met wat water en NaOH in de magnetron bij 250 °C is het polymeer in een kwartiertje gehydrolyseerd in de monomeren p-fenyleendiamine en (een zout van) tereftaalzuur.

Toen het splitsen van het polymeer in de monomeren gelukt was, begon de grootste uitdaging: hoe krijg je ze zuiver? ‘Joël zocht naar de juiste manier om ze van elkaar en van de reststoffen te scheiden’, zegt Voet. ‘Dat is altijd een uitdaging bij recyclen: depolymerisatie gaat vaak wel goed, maar het zuiveren vergt veel uitzoekwerk.’ Benninga slaagde erin met een mix van extractie en kristallisatie.

‘Als je een proces voor de industrie overweegt, dan moet je ook al nadenken over zulke praktische stappen’, aldus Loos. ‘Op het lab lukt het wel, maar hoe gaat dat op grote schaal?’ Voet vult aan: ‘Teijin Aramid heeft natuurlijk veel ervaring met de chemie achter de aramidevezels en wil graag stappen zetten op het gebied van recycling. Daarom stapte het bedrijf ook vroeg in om echt betrokken te zijn bij het proces. Dat vind ik het mooie aan dit soort publiek-private samenwerkingen.’

Straling

Er liggen nog wel wat vragen. ‘Met name wat het mechanisme is van de afbraak’, geeft Voet aan. Loos: ‘Gewoon verwarmen in een oliebad gaat veel langzamer, dus wat gebeurt er precies tijdens de depolymerisatie?’ Een aantal papers dat naar magnetronreacties heeft gekeken lijkt te suggereren dat de magnetronstraling zelf invloed heeft op het proces, dus dat willen de onderzoekers uit gaan zoeken. ‘Je rolt in de wetenschap altijd van de ene in de andere vraag’, zegt Voet.

De volgende stap zal daarnaast zijn om niet de poedervorm, maar echte vezels te recyclen. ‘Daarna kijk je naar de vezels met toevoegingen en zo steeds naar meer vervuiling’, legt Loos uit. ‘Het is wel een hightech-toepassing, vooral vergeleken met andere kunststoffen als PET. Als de technologie eenmaal ontwikkeld is, is het aan de industrie om er wat mee te doen.’ De onderzoekers verwachten in ieder geval wel dat er toekomst in de methode zit.

Zwart-witdenken

Kritiek uit het veld zou kunnen zijn dat de aramidevezels slecht zijn voor het milieu. ‘Maar de meeste producten waarin aramide is verwerkt zijn goed in te zamelen, zodat ze niet in het milieu terecht hoeven te komen. Desondanks moet je bij iedere kunststof opletten waar je het voor gebruikt’, zegt Loos. ‘Je moet bewust omgaan met kunststoffen, want je weet niet van tevoren wat een materiaal in het milieu kan doen.’

‘Daarnaast geloof ik als onderzoeker niet zo in het zwart-witdenken dat er bijvoorbeeld een allerbeste vezel bestaat of een beste manier van recycling’, vult Voet aan. ‘Dat is die polarisatie die je in heel de maatschappij al ziet. We claimen niet de beste oplossing te hebben, maar als je een duurzame toekomst wil, dan moet je dit soort vragen [over recycling en milieu-impact, red.] beantwoorden. Als onderzoekers moeten wij samen met onze partners de puzzelstukjes aanleveren om de circulaire puzzel van de toekomst te kunnen leggen.’

Benninga, J. et al. (2025) JACS 147(9), DOI: 10.1021/jacs.4c17791