Naar de content

Elastisch recyclen

Kunnen we oud rubber hergebruiken?

Pixabay, Recyclind via CC0

We gebruiken ontzettend veel rubber, voornamelijk voor autobanden. Maar wat gebeurt er eigenlijk met de banden die we afdanken? Een deel hergebruiken we al, maar het is niet geschikt om weer nieuwe banden mee te maken.

19 september 2018

Als je ziet hoeveel auto’s, vrachtwagens en motoren er dagelijks rondrijden, is het misschien niet moeilijk voor te stellen dat we jaarlijks over de hele wereld zo’n biljoen autobanden verbruiken. Autobanden zijn dan ook de grootste bron van oud, afgedankt rubber. Gelukkig kijken onderzoekers al sinds de Tweede Wereldoorlog naar manieren om dit rubber te recyclen, maar dat kan nog een stuk efficiënter.

Vulkaniseren

Rubber maak je door polymeerketens te vulkaniseren. Dit houdt in dat je de ketens laat reageren met zwavel en er een driedimensionaal netwerk ontstaat, waardoor je een elastisch maar wel vormvast materiaal overhoudt. Een nuttige reactie, maar het is niet zo makkelijk ongedaan maken. “Deze ketens zijn overal ongeveer even sterk”, vertelt Laurens Polgar, die voor zijn promotieonderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen onderzoek deed naar het recyclen van rubber. “Dus als je het rubber bijvoorbeeld gaat verhitten, maak je meteen alle verbindingen kapot. En dan kun je het niet meer opnieuw als rubber gebruiken.”

Toch recyclen veel bedrijven de rubber op deze manier. “Het grootste gedeelte van het rubber vermalen we in fabrieken tot granulaat”, vertelt Wilma Dierkes, universitair hoofddocent elastomer technology & engineering aan de Universiteit Twente. Dit granulaat gebruiken we in sportvelden, persen we samen om matten voor speelpleinen te maken of we mengen het in nieuwe banden. “Je kunt niet te veel oud rubber bijmengen, omdat dan de eigenschappen te veel achteruit gaan”, zegt Dierkes. “Maar een klein beetje zorgt ervoor dat het mengsel makkelijker te verwerken is.”

Door de discussie rondom kunstgraskorrels neemt de vraag naar gemalen rubber af.

Wikipedia Commons, Drguttorm via CC BY 2.5

Verbranden zonder zuurstof

Anderen gebruiken een andere bekende recyclingstechniek: pyrolyse, oftewel verbranden zonder zuurstof. Na dit proces hou je voornamelijk koolstof over, maar ook olie, gas en silica (zand). “Die bijproducten gebruiken ze voor van alles. Het gas verbranden ze bijvoorbeeld om energie op te wekken en het proces energieneutraal te maken”, vertelt Dierkes. “Maar ik vind het zonde om de waardevolle polymeren op deze manier op te breken.”

Met al deze technieken recyclen we op dit moment al bijna honderd procent van de autobanden in Nederland. Maar de vraag blijft of we tevreden zijn met deze toepassingen, die in de praktijk vaak een stuk minder waard zijn. Bovendien zien bedrijven die rubber vermalen de vraag afnemen door de discussie over granulaat in kunstgrasvelden. Ze moeten dus op zoek naar alternatieven. “We kunnen veel beter het netwerk gericht afbreken, dan houdt je meer nuttige producten over”, vertelt Dierkes.

Selectief verbreken

Dierkes en haar collega’s voegen daarom aan het rubbermengsel moleculen toe die selectief de zwavelbruggen verbreken. Dit gebeurt al langer met zogenoemde disulfides. Deze moleculen splits je tijdens het proces in radicalen, die vervolgens met de zwavelbruggen reageren. Dan hou je losse polymeerketens over die je opnieuw kunt gebruiken voor rubber of andere toepassingen. Maar disulfides stinken enorm en ze zijn ook niet heel veilig om mee te werken. Daarom kijkt Dierkes naar alternatieven: “Wij kijken naar de stoffen die fabrikanten sowieso al gebruiken in de rubberproductie, want dat maakt het makkelijker om het toe te passen. Dat lijkt tot nu toe redelijk te werken.”

Er zijn dus zeker mogelijkheden om rubber hoogwaardig te recyclen. Maar misschien is het nog beter om het probleem bij de bron aan te pakken: “We moeten rubber eigenlijk op een hele andere manier maken, zodat we het ook makkelijker kunnen recyclen”, zegt Polgar. Tijdens zijn promotieonderzoek ontwikkelde Polgar een nieuwe manier om rubber te maken: hij paste polymeerketens aan zodat ze met een zogenoemde Diels-Alder-reactie het driedimensionale netwerk konden vormen.

Restjes rubber persen we nu voornamelijk samen om dit soort tegels te maken voor speeltuinen of sportvelden. Gaat dat in de toekomst veranderen?

 Pixabay, veryhighfrequencydesign via CC0

Open en dicht

Met deze methode verbreek je de verbinding net zo makkelijk weer: “Door het rubber simpelweg te verhitten, verbreek je de Diels-Alder-verbinding en hou je losse polymeerketens over.” Hij testte de methode op drie verschillende polymeerketens om verschillende soorten rubbers te maken, en dat ging allemaal prima: “In principe is deze methode geschikt voor alle types rubber.” Stabiliteit vormt op dit moment nog wel een probleem, want je wilt natuurlijk niet dat de rubber tijdens gebruik al afbreekt: “Ze blijven tot nu toe stabiel tot 200 graden. Dat is niet genoeg voor autobanden, maar wel voor veel andere toepassingen. En we werken nog aan sterkere varianten.”

Deze nieuwe methode klinkt bijna ideaal, maar er kleeft wel een groot nadeel aan: rubberfabrikanten zouden hun hele proces moeten omgooien. Daarom verwacht Polgar ook niet dat zijn proces meteen de nieuwe standaard wordt. “Ik heb berekend dat mijn techniek economisch wel haalbaar is, omdat je natuurlijk veel bespaart op de inkoop van nieuwe materialen”, zegt hij. “Maar dan moeten ze het wel aandurven.” Polgar ziet dan ook vooral meerwaarde in bewustwording: “We zitten zo vast in een bepaalde techniek, ik heb aangetoond dat het ook heel anders kan.”

Bovendien zal deze methode ook geen oplossing vormen voor de grote stapels afgedankte banden die nu op vuilnisbelten liggen. Daarom denken beide onderzoekers dat een combinatie van verschillende aanpakken en technieken uiteindelijk het beste zal werken: “Verbranden hoeft niet, we kunnen dit materiaal prima hergebruiken in nieuwe producten”, zegt Dierkes. “We moeten alle mogelijkheden verkennen.”

ReactiesReageer