Om de toepassing van biobased plastics te stimuleren is een belangrijke rol weggelegd voor ontwerpers. Omdat zowel gevestigdeontwerpers als studenten weinig tot geen kennis hebben van biobased plastics, doet de Hogeschool van Amsterdam (HvA) onderzoek naar verschillende aspecten van ontwerpen met biobased plastics.
MULTIFILE
‘Ontwerpen met biobased plastics’ is de eindpublicatie van het project “Design Challenges with Biobased Plastics”. In dit onderzoeksproject deed de HvA, samen met diverse mkb-bedrijven onderzoek naar de kennis een tools die ontwerpers nodig hebben om biobased plastics, kunststoffen van hernieuwbare materialen, toe te passen. De publicatie gaat in op de kansen die biobased plastics bieden en biedt praktische tools, inspirerende voorbeelden en handreikingen die het ontwerpen met deze materialen makkelijker maken.
In het project wordt een nieuw door de HvA ontwikkelde methodiek (Open Collaborative Business Modelling methodiek, verder: ‘OCBM-methodiek’), toegepast om waardeproposities voor circulaire en biobased verpakkingen te ontwikkelen, samen met partijen uit de waardeketen. De inzet van biobased materialen is essentieel voor het terugdringen van het gebruik van fossiele plastics en – uiteindelijk – voor het bereiken van een volledig circulaire economie. De specifieke waardeketen waar het project zich op richt is die van verpakkingen op basis van Olifantsgras / Miscanthus. Projectpartner Vibers is een bedrijf dat dit gewas als grondstof gebruikt voor het produceren van o.a. verpakkingsmaterialen. Tijdens het project zal een viertal OCBM-sessies worden georganiseerd waarin Vibers in nauwe samenwerking met een wisselende groep ketenpartners en andere stakeholders een nieuwe waardepropositie formuleert. Projectpartner Kennisinstituut Duurzaam Verpakken (verder: KIDV) bewaakt in de OCBM-sessies de duurzaamheid van de ontwikkelde propositie en speelt een rol bij evaluatie van de OCBM-methodiek voor de verpakkingsindustrie. Het project levert daarmee twee belangrijke resultaten op: 1. Een met behulp van de OCBM-methodiek ontwikkelde waardepropositie voor een circulair business model waarin een biobased verpakking centraal staat; 2. Aanbevelingen voor het verfijnen van de OCBM-methodiek: specifieke aandachtspunten voor het ontwikkelen van innovatieve, circulaire business modellen met behulp van deze methodiek.
In this proposal, a consortium of knowledge institutes (wo, hbo) and industry aims to carry out the chemical re/upcycling of polyamides and polyurethanes by means of an ammonolysis, a depolymerisation reaction using ammonia (NH3). The products obtained are then purified from impurities and by-products, and in the case of polyurethanes, the amines obtained are reused for resynthesis of the polymer. In the depolymerisation of polyamides, the purified amides are converted to the corresponding amines by (in situ) hydrogenation or a Hofmann rearrangement, thereby forming new sources of amine. Alternatively, the amides are hydrolysed toward the corresponding carboxylic acids and reused in the repolymerisation towards polyamides. The above cycles are particularly suitable for end-of-life plastic streams from sorting installations that are not suitable for mechanical/chemical recycling. Any loss of material is compensated for by synthesis of amines from (mixtures of) end-of-life plastics and biomass (organic waste streams) and from end-of-life polyesters (ammonolysis). The ammonia required for depolymerisation can be synthesised from green hydrogen (Haber-Bosch process).By closing carbon cycles (high carbon efficiency) and supplementing the amines needed for the chain from biomass and end-of-life plastics, a significant CO2 saving is achieved as well as reduction in material input and waste. The research will focus on a number of specific industrially relevant cases/chains and will result in economically, ecologically (including safety) and socially acceptable routes for recycling polyamides and polyurethanes. Commercialisation of the results obtained are foreseen by the companies involved (a.o. Teijin and Covestro). Furthermore, as our project will result in a wide variety of new and drop-in (di)amines from sustainable sources, it will increase the attractiveness to use these sustainable monomers for currently prepared and new polyamides and polyurethanes. Also other market applications (pharma, fine chemicals, coatings, electronics, etc.) are foreseen for the sustainable amines synthesized within our proposition.
Recycling of plastics plays an important role to reach a climate neutral industry. To come to a sustainable circular use of materials, it is important that recycled plastics can be used for comparable (or ugraded) applications as their original use. QuinLyte innovated a material that can reach this goal. SmartAgain® is a material that is obtained by recycling of high-barrier multilayer films and which maintains its properties after mechanical recycling. It opens the door for many applications, of which the production of a scoliosis brace is a typical example from the medical field. Scoliosis is a sideways curvature of the spine and wearing an orthopedic brace is the common non-invasive treatment to reduce the likelihood of spinal fusion surgery later. The traditional way to make such brace is inaccurate, messy, time- and money-consuming. Because of its nearly unlimited design freedom, 3D FDM-printing is regarded as the ultimate sustainable technique for producing such brace. From a materials point of view, SmartAgain® has the good fit with the mechanical property requirements of scoliosis braces. However, its fast crystallization rate often plays against the FDM-printing process, for example can cause poor layer-layer adhesion. Only when this problem is solved, a reliable brace which is strong, tough, and light weight could be printed via FDM-printing. Zuyd University of Applied Science has, in close collaboration with Maastricht University, built thorough knowledge on tuning crystallization kinetics with the temperature development during printing, resulting in printed products with improved layer-layer adhesion. Because of this knowledge and experience on developing materials for 3D printing, QuinLyte contacted Zuyd to develop a strategy for printing a wearable scoliosis brace of SmartAgain®. In the future a range of other tailor-made products can be envisioned. Thus, the project is in line with the GoChem-themes: raw materials from recycling, 3D printing and upcycling.
