Dit proces combineert een hernieuwbare bron met groene chemie en kan petrochemische monomeren zoals acrylaten vervangen, die momenteel worden gebruikt als bouwstenen voor coatings, harsen en verven. Een paper over het nieuwe proces werd op 16 december gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.
De meeste coatings zijn gemaakt van polymeren op basis van acrylaatmonomeren, met een wereldwijde productie van acrylaat van meer dan 3,5 miljoen ton per jaar, allemaal geproduceerd uit fossiele olie. UG en AkzoNobel willen deze coatings duurzamer maken door lignocellulosebiomassa te kraken met zuur om furfural te produceren. Met zichtbaar licht en zuurstof wordt furfural omgezet in hydroxybutenolide, dat op acrylzuur lijkt. Dit wordt vervolgens gemodificeerd met behulp van verschillende groene of biobased alcoholen om alkoxybutenolide-monomeren te produceren, die met behulp van UV-licht kunnen worden gepolymeriseerd tot coatings.
Geen verspilling
‘De chemische omzetting gebruikt alleen licht, zuurstof en een simpele katalysator en levert geen afval op. Het enige bijproduct is methylformiaat, dat nuttig is als vervanging voor chloorfluorkoolwaterstoffen in andere processen ‘, zegt George Hermens, promovendus in de groep van professor Organische Chemie Ben Feringa en eerste auteur van het artikel in Science Advances.
‘We zijn erin geslaagd om coatings te maken van een hernieuwbare bron, lignocellulose, met behulp van groene chemie’, besluit Hermens. ‘En de kwaliteit van onze coatings is vergelijkbaar met die van de huidige coatings op acrylaatbasis.’ Voor twee stappen in het proces zijn patentaanvragen ingediend bij AkzoNobel, de industriële partner in het project. Hermens werkt nu aan een andere bouwsteen afgeleid van furfural om andere soorten polymeercoatings te produceren.
Partners
Het project is geïnitieerd door het Advanced Research Center Chemical Building Blocks Consortium (ARC CBBC), een Nederlands nationaal publiek-privaat onderzoekscentrum dat nieuwe chemische processen en chemische bouwstenen ontwikkelt voor nieuwe energiedragers, materialen en chemicaliën voor duurzame chemie.
Het ARC CBBC is een landelijk initiatief met partners uit het bedrijfsleven, de academische wereld en de overheid. Er zijn drie betrokken universiteiten (Universiteit Utrecht, Rijksuniversiteit Groningen en Technische Universiteit Eindhoven) en grote industriële partners (AkzoNobel, Shell, Nouryon en BASF), zoals evenals de ministeries van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap en van Economische Zaken en Klimaat en de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).
Beeld: Anterovium/Shutterstock
