nylon

Nederlandse onderzoekers komen met een nieuwe, duurzamere manier om nylon te maken. Nu wordt nylon nog vervaardigd uit fossiele brandstoffen, maar als het aan de onderzoekers ligt, maken we het in de toekomst uit afvalhout.

Nylon wordt momenteel gemaakt uit de afnemende voorraad fossiele brandstoffen. En daarbij komt een afvalproduct vrij: zout. Per kilo caprolactam (de grondstof voor nylon) wordt maar liefst vier tot vijf kilo zout geproduceerd. Gelukkig kan dit zout wel gebruikt worden voor bemesting, maar idealiter zouden we natuurlijk zien dat nylon zonder dit afvalproduct en het liefst zonder fossiele brandstoffen geproduceerd wordt.

Afvalhout
Dankzij het werk van professor Lies Bouwman en promovendus Saeed Raoufmoghaddam lijkt dat nu mogelijk. Ze hebben een manier ontwikkeld om de grondstof voor nylon uit afvalhout te maken, zonder dat daarbij schadelijke bijproducten worden geproduceerd. “In afvalhout zit cellulose,” vertelt Bouwman. “En dit kun je opwerken tot levulinezuur. Dit zuur heeft al veel weg van het caprolactammolecuul. We zijn erin geslaagd om uit levulinezuur in enkele stappen caprolactam te maken.” Levulinezuur kan bovendien gemaakt worden van cellulose uit bijvoorbeeld maisafval.

De katalysator
Om caprolactam duurzaam te kunnen produceren, is een katalysator nodig. “Oftewel een stof die de chemische reactie kan versnellen. Die katalysator moet de reactie wel minimaal 100.000 keer kunnen uitvoeren. Pas dan wordt het voor het bedrijfsleven economisch interessant om naar deze productiemethode te kijken. De katalysator die we nu ontwikkeld hebben kan de reactie ongeveer 100 keer uitvoeren; dit moeten we nog zien te verbeteren.” Volgens Bouwman duurt het nog wel even voor zij de juiste katalysator gevonden hebben.

Nylon in het dagelijks leven
Grote kans dat je dagelijks met nylon in aanraking komt. Het is een grondstof voor tal van producten. Denk aan klittenband, textiel en tandenborstels. Het wordt dan ook op megaton-schaal geproduceerd.

Octrooi
Hoewel de methode nog in de kinderschoenen staat, hebben de onderzoekers al wel octrooi aangevraagd op hun aanpak. Daarmee lijkt het misschien alsof een toepassing van de methode dichtbij is, maar er is nog werk aan de winkel. En zelfs als de onderzoekers straks de juiste katalysator vinden is het nog maar de vraag of dit daadwerkelijk de manier is waarop we in de toekomst nylon gaan produceren. “De belangrijkste vraag is: is er voldoende biomassa beschikbaar? Dit kan ik niet beantwoorden, ik kan me niet echt een voorstelling maken van de hoeveelheid biomassa die nodig is om in de huidige behoefte aan nylon te voldoen. Bijkomend ‘probleem’ is dat we niet willen concurreren met ‘eetbare’ biomassa. Ik bedoel daarmee dat we wellicht grondstof kunnen halen uit bijvoorbeeld mais, maar mais moet altijd als eerste beschouwd worden als voedsel.”

“Belangrijkste probleem is de industrie zelf, de fabriek die er al staat”

De markt
Behalve voldoende biomassa is er ook bereidheid vanuit de huidige nylon-industrie nodig om deze aanpak een kans te geven. “Belangrijkste probleem is de industrie zelf, de fabriek die er al staat,” bevestigt Bouwman. “Dit is een nieuwe investering. Als een nieuw proces kans wil maken, zou het goed zijn als de bestaande fabriek of reactor (grotendeels) gebruikt kan worden. Als er een totaal nieuwe reactor nodig is, zal dit een enorme drempel opwerpen voor een mogelijk nieuw proces – hoe aantrekkelijk ook. Tweede probleem is de kwaliteit van het product. Als je met een totaal nieuwe grondstof en een heel ander proces hetzelfde product maakt, kunnen er heel andere bijproducten (in kleine hoeveelheden) in het eindproduct zitten die de kwaliteit op een heel andere manier beïnvloeden. De afnemers van het product zijn daar in het algemeen niet er gelukkig mee. Extra complicaties worden in dit geval gevormd door het gebruik van biomassa: afhankelijk van de soort biomassa (mais, hout, gras, enzovoort) kunnen er steeds andere bijproducten in het nylon terechtkomen.”

Ondanks dat er nog aan de methode gesleuteld moet worden en deze vanzelfsprekend om investeringen vraagt, is er wel interesse vanuit de Nederlandse nylon-industrie. “Voorlopig is deze methode nog niet klaar om de markt te veroveren. In het algemeen leidt slechts één op de honderd of tweehonderd octrooien tot een echte toepassing. Of dat in dit geval ook zal gebeuren, is zeer de vraag. Maar de grote (Nederlandse) bedrijven die nylon produceren, zijn wel geïnteresseerd.”