De plasticvervuiling staat bovenaan het lijstje van ernstige mondiale milieuproblemen. Zelfs de meest geïsoleerde en ontoegankelijke gebieden op aarde ontsnappen er niet aan. We zijn inmiddels al vertrouwd met nieuws over dode vogels, zeeschildpadden of andere dieren die na autopsie plasticafval in hun lijf blijken te hebben zitten. En ook wijzelf worden in steeds grotere mate blootgesteld aan plasticafval. Begin dit jaar raakte bekend dat flessenwater honderdduizenden micro- en nanodeeltjes plastic per liter kan bevatten – deeltjes die, het moet gezegd, grotendeels afkomstig zijn van de plastic flessen zelf. 

Bloembakken 

Beleidsmakers hoeven niet meer overtuigd te worden van de ernst van de plasticvervuiling. En de Europese Unie wil ook hierin een voortrekkersrol spelen, al doet ze dat mede onder druk van Aziatische landen die niet langer de vuilnisbelt voor het Europese plastic afval willen zijn. De Europese ambities zijn groot: tegen 2030 moet minstens 70 procent van het plastic verpakkingsafval gerecycleerd worden en moet er 30 procent gerecycleerd plastic, ofwel recyclaat, in nieuw geproduceerde verpakkingen zitten. Flinke voornemens als je bedenkt dat momenteel een groot deel van het verpakkingsafval nog wordt ‘geëxporteerd’ naar stortplaatsen buiten Europa of belandt in afvalverbrandingsovens – waarbij enkel wat energie wordt gerecupereerd. Voor landen als België en Nederland gaat maandelijks om miljoenen kilo’s plasticafval. Slechts een fractie wordt werkelijk gerecycleerd, en dan nog vaak tot minderwaardige toepassingen zoals plastic straatmeubilair en vuilniszakken. ‘Maar de nood aan dergelijke toepassingen is ook begrensd’, zegt Wouter Marchal, assistent professor analytische en circulaire chemie aan de UHasselt. ‘Je kunt niet van alle plastic afval bloembakken gaan maken.’ 

Marchal en collega Roos Peeters werken binnen Imo-Imomec, een Vlaams interuniversitair instituut voor materiaalonderzoek, waar ze respectievelijk de onderzoeksgroepen Analytical & Circular Chemistry (ACC) en Materials and Packaging Research & Services (MPR&S) leiden.  Ze onderzoeken hier hoe de recyclage van plastic verpakkingsafval drastisch kan worden verhoogd, en wat daarbij allemaal komt kijken. Een van de doelen is om recyclage op een meer gelijkwaardiger niveau van toepassingen mogelijk te maken – waardoor recyclage niet automatisch meer gelijkstaat aan downcycling. Peeters: ‘De Europese ambities kunnen enkel worden gerealiseerd als we erin slagen om grote hoeveelheden recyclaat in verpakkingen te verwerken.’ Vandaag is dat nog erg moeilijk, ook al door de strenge, eveneens vaak Europese regelgeving op het vlak van voedselveiligheid. Daardoor is het in de praktijk uitgesloten dat een primaire voedselverpakking gerecycleerd wordt tot een nieuwe voedselverpakking – met uitzondering wel voor PET-plastic, bekend van de drankverpakkingen. 

‘Je kunt niet van alle plastic afval bloembakken gaan maken’

Wouter Marchal 

Blauwe bakjes 

ACC en MPR&S zijn betrokken bij een nieuw Europees onderzoeksproject rond de opsporing van additieven in recyclaat afkomstig van plasticafval. Dat kunnen heel veel verschillende stoffen zijn, met uiteenlopende toepassingen. Van toevoegingen die het basisplastic specifieke fysische of chemische eigenschappen geven, kleurstoffen en inkten tot lijmen, coatings en zelfs antimicrobiële stoffen om plastics bijvoorbeeld ‘coronaproof’ te maken. Marchal: ‘Additieven kunnen de opties voor recyclagetoepassingen erg beperken. Neem het bekende blauwe bakje waarin champignons worden verpakt. De blauwe kleurstof zorgt ervoor dat het recyclaat niet zomaar voor eender welke (voedsel)verpakking kan worden gebruikt. Hetzelfde voor stoffen met een antimicrobiële werking zoals zilveren nanopartikels. Die mogen niet in het menselijk lichaam terechtkomen, bijvoorbeeld door migratie uit het verpakkingsmateriaal, en dus zijn ze met uiterste voorzichtigheid in voedselverpakkingen te gebruiken.’ 

In Hasselt wordt onder meer onderzocht hoe deze additieven uitlogen. Verdwijnen ze tijdens het recyclageproces uit het recyclaat, of blijven ze er juist hardnekkig in zitten? En wat met additieven van het vroegere verpakkingsplastic die in een nieuwe gerecycleerde plastic verpakking terechtkomen: komen ze terecht in het voedsel en in welke mate? ‘We bestuderen dit bijvoorbeeld door plastic onder te dompelen in vloeistoffen die courante voedingsproducten simuleren, zoals mengsels van ethanol en azijnzuur voor vinaigrettes, en dit gedurende lange periodes en bij variërende omstandigheden’, aldus Peeters. Maar niet alleen de uitloging van additieven wordt onderzocht, ook de invloed van het voedselproduct op het verpakkingsplastic wordt bestudeerd. ‘Na verloop van tijd absorbeert het plastic stoffen van de inhoud. Dat kun je bijvoorbeeld mooi zien bij plastic bewaarpotjes waarin tomatensaus heeft gezeten. Er zit een rode aanslag in die je maar moeilijk krijgt weggewassen. Dat betekent dat resten van voedingsproducten ook mee in het recyclaat kunnen belanden.’  

Raar geurtje 

Het verklaart waarom het recycleren van voedselverpakkingen tot nieuwe voedselverpakking zo delicaat is, en daarom voorlopig nog taboe. Peeters: ‘Fabrikanten zijn als de dood voor ongewenste kleuren of geuren die gerecycleerd plastic soms afgeeft. Kijk naar de vuilzakken, daar zit ook vaak een raar geurtje aan.’ Een mogelijke piste om in de toekomst toch recyclaat te gaan verwerken in voedingsverpakkingen is om deze meerlagig te maken en de inhoud enkel in contact te laten komen met nieuw, virgin plastic. Een ander facet dat Marchal, Peeters en co onderzoeken, is de mogelijke activatie van additieven in het recyclaat, bijvoorbeeld onder invloed van UV-licht, en de eventuele vorming van nieuwe chemische stoffen hierdoor – zogeheten NIAS-verbindingen (non-intentionally added substances). En er wordt ook gekeken naar hoelang en in welke mate bepaalde additieven aanwezig blijven, bijvoorbeeld naarmate het plastic opnieuw en opnieuw het recyclageproces doorloopt. 

In het Hasselts onderzoek wordt voornamelijk met polyolefinen gewerkt, een groep waartoe onder meer polyethyleen (PE) en polypropyleen (PP) behoren. Beide behoren tot de meest gebruikte plastics, vooral ook in verpakkingsmaterialen zoals folies, flessen, zakken en dozen. Recyclaten worden door de onderzoekers niet alleen chemisch doorgrond. De groep haalt momenteel met Europese financiële ondersteuning nieuwe onderzoeksapparatuur in huis om ook tal van functionele, vaak fysisch-mechanische aspecten van gerecycleerd verpakkingsplastic te testen.

‘Fabrikanten zijn als de dood voor ongewenste kleuren of geuren’

Roos Peeters 

Daarbij wordt nauw samengewerkt met het Fraunhofer Instituut in het Duitse Karlsruhe. ‘Onze Duitse collega’s recycleren het plastic, waarna wij in Hasselt de tests en analyses uitvoeren’, vervolgt Marchal. De Hasselaars checken bijvoorbeeld hoe vaak een bepaald type verpakkingsplastic kan worden gerecycleerd zonder dat het zijn functionele eigenschappen verliest (zoals de mechanische sterkte en flexibiliteit en gasdoorlaatbaarheid) of aan kleur of geur inboet. Daarvoor gebruiken ze onder meer een speciaal apparaat dat de doorlaatbaarheid voor gassen meet – wat is verbonden met de barrière-functionaliteit van het plastic. En met een x-stralenfluorescentietoestel worden recyclaten onderzocht op de aanwezigheid van onder meer brandvertragers en stabilisatoren, bijvoorbeeld in recyclaat van plastic dat is gebruikt in elektronicatoepassingen 

Evenwicht  

De groep stelt de nieuwe apparatuur overigens ook ter beschikking van de bedrijfswereld. Peeters: ‘We doen aan dienstverlening voor bedrijven uit de verpakkingssector. In Vlaanderen gaat het om een belangrijke economische sector, met veel tewerkstelling. En ook deze bedrijven weten natuurlijk dat het een hele uitdaging zal zijn om van gerecycleerd plastic de norm te maken, de komende jaren.’ In ieder geval zal de strijd tegen de plasticvervuiling dit decennium met deze grote uitdaging gepaard gaan. Vandaag oogt het plaatje nog bijzonder complex, ook al omdat er bij het ontwerp van nieuwe verpakkingen te weinig rekening wordt gehouden met recyclagemogelijkheden. ‘Het is duidelijk dat we nood hebben aan meer evenwicht tussen functionaliteit en ecologie’, vat Marchal samen. ‘Om de wereld van voldoende duurzame PET-flessen te voorzien zou eigenlijk geen gram nieuw, virgin plastic nodig zijn. Er drijven daarvoor genoeg afgedankte flessen rond in zee.’