Plastic is overal. En de vraag stijgt nog steeds, van 1,5 miljoen ton in 1950 naar 359 miljoen ton in 2018. Recycling is noodzakelijk om het milieu te ontzien. Maar het proces is nog te duur of levert plastic van lage kwaliteit op. Sibel Ügdüler en haar collega’s ontwikkelen methodes om de plasticcirkel te sluiten.
De bekende blauwe zak zou geen eindpunt mogen zijn voor de verpakkingen die we erin steken. Maar de cijfers liegen niet: lang niet alle opgehaald plastic wordt gerecycled. ‘In Europa werd in 2020 bijna 25 procent van het plastic verpakkingsafval gestort’, vertelt polymeerscheikundige Sibel Ügdüler. ‘Nog eens 42 procent verbrandden we voor energieproductie.’
Gevolg: milieuvervuiling, broeikasgasemissies, en luchtvervuiling. En een heel slechte reputatie voor plasticverpakkingen. Een kleine rekensom leert ons dat Europa nog geen derde van de plasticverpakkingen recyclet. Volgens de Europese Green Deal moeten we tegen 2030 aan 55 procent geraken.
Sibel Ügdüler kwam na haar bachelorstudies aan de universiteit Boğaziçi in Turkije naar de Universiteit Gent voor een master in de polymeerchemie. Voor haar was een doctoraatsonderzoek in hetzelfde thema een logische stap. ‘Als kind wilde ik al wetenschapper worden. Een van mijn passies is problemen oplossen. We moeten dringend meer plastic recyclen!’
Petflessen recyclen we al tamelijk succesvol tot nieuwe petflessen. Dat is ook niet zo moeilijk, want ze bestaan maar uit één polymeer. Andere verpakkingen bevatten verschillende polymeren, met verschillende kleuren. ‘Als je die mengt, is het resultaat laagwaardig plastic. En het is altijd donker van kleur, meestal zwart.’
Ügdüler toont een zakje zwarte korrels. ‘Dit is versnipperd drankkarton, dat daarna opnieuw in pellets geperst werd. Ruik eens … het stinkt!’ Ze vindt plasticrecycling een bijzonder bevredigend probleem om aan te pakken. ‘Iets doen dat maatschappelijk relevant is motiveert me enorm.’
Plastic in drie lagen
Plasticrecycling is tot nu toe voornamelijk downcycling. ‘Het zwarte materiaal uit gemengde polymeren kan je zowat alleen maar gebruiken voor vuilniszakken. Zo voeg je maar één stap extra toe vooraleer je plastic toch verbrandt. Van koekjesverpakking naar vuilniszak, dat is geen circulaire economie. Wij willen een koekjesverpakking uit een koekjesverpakking maken, en een pastabakje uit een pastabakje.’
Om de plasticcirkel te sluiten, is er meer nodig dan versnipperen, wassen en in een vorm persen. De structuur van plastic hangt af van zijn toepassing. ‘Waarvoor dient je verpakking? Je koekje knapperig of juist zacht houden? Voor veel toepassingen heb je verschillende polymeren nodig’, legt Ügdüler de gedachtegang uit.
Verpakkingen hebben meestal ook meer dan één functie. Voor elke functie voegen de producenten een extra laagje plastic toe. ‘Een chipszakje kan makkelijk drie verschillende plasticlagen bevatten, en aluminium als bescherming tegen uv-licht. Ook drankkartons zijn vijflagig: een polyethyleenlaag, een aluminiumlaag, een andere polyethyleenlaag, karton, en weer een andere polyethyleenlaag.
‘Een chipszakje kan makkelijk drie verschillende plasticlagen bevatten. Elke laag willen we volledig kunnen terugwinnen’
Om uit zulke plasticverpakkingen opnieuw hoogwaardig verpakkingsmateriaal te maken, moeten de polymeren van elkaar worden gescheiden. De kleuren moeten er ook uit. Voor beide problemen zoekt Sibel Ügdüler oplossingen. Ondertussen heeft ze al drie patenten aangevraagd voor delaminatie en het ontinkten van plastics.
‘Onze processen verlopen efficiënt, want recyclen moet goedkoper worden dan nieuw plastic maken. Pas dan zal er meer gerecycled worden.’ Tot nu werden laagjes uit elkaar gehaald door een van de polymeren op te lossen, en het andere niet. Maar een opgelost polymeer moet je weer neerslaan vooraleer je het opnieuw kan gebruiken. Daar zit altijd verlies op en de extra stappen maken het proces duurder.’
‘Daarom focussen wij op de verbinding tussen de laagjes.’ Zo’n verbindingslaag is een soort van lijm. ‘Met speciale solventtechnieken lossen we die op, en zo kunnen we elke aparte laag van de meerlagige plastics volledig terugwinnen. Voor we onze technologie op de verpakkingen loslaten, versnipperen we ze. Dan geraakt het solvent gemakkelijker tussen de lagen, en gaat het proces erg snel.’
Ook om plastic te ontkleuren vond Ügdüler een bruikbare methode. ‘Naast pigmenten bevatten inkten ook polymeerharsen. We gebruiken solventen, zuren of basen om die aan te vallen.’ In verpakking van voeding zitten de inkten vaak tussen polymeerlagen, omdat ze niet in het voedsel mogen komen. ‘Dan moeten we eerst de lagen scheiden. Als het solvent niet in contact komt met de inkt, kan het die niet oplossen.’
Minder en meer
Bij de chemicus veroorzaken die oplossingen weleens eurekamomenten. ‘Maar het werk is niet gedaan. We moeten blijven optimaliseren: groenere solventen zoeken, meer plastic in één keer behandelen … En alles moet ook in de praktijk zijn nut bewijzen. Daarom werken wij nauw samen met andere onderzoekers, met plasticbedrijven, en met voedselproducenten. We gaan een pilootplant bouwen voor delaminatie en ontinkting, zodat we de processen die wij ontwikkelden op grotere schaal kunnen tonen aan bedrijven.’
Zou het niet gewoon beter zijn om te stoppen met plasticverpakkingen die we maar één keer gebruiken? Ügdüler gelooft niet dat dat kan. ‘Eerlijk gezegd: plasticverpakkingen zijn voor onze manier van leven onmisbaar. Ze beschermen producten tegen contaminatie en ze houden ze langer vers. Zo verminderen ze voedselverspilling. Bovendien zijn plasticverpakkingen dun in vergelijking met de alternatieven. Per verpakking betekent dat minder energieverbruik voor productie en transport. En er staat heel wat productinformatie op.’
Toch wil de polymeerchemicus dat de verpakkingsontwerpers zich ook vragen stellen. ‘Je kan je afvragen: hebben we echt zoveel verschillende inkten nodig? Kan het niet met minder dan tien lagen? Moet iedereen een andere soort lijm gebruiken? Ik geloof dat we niet zonder meerlagige of bedrukte plasticverpakkingen kunnen, omdat het bijna onmogelijk is om alle functies in één polymeerlaag te krijgen. Maar we moeten durven praten over meer uniformiteit.’
Sibel Ügdüler is trots op haar werk, en hoopvol. ‘Als het design van plastic verbetert en wij ontwikkelen nog efficiëntere recyclingtechnieken, dan heeft plastic een circulaire toekomst.’
Sibel Ügdüler
Sibel Ügdüler behaalde een master polymeerchemie aan de Universiteit Gent. Voor haar doctoraatsonderzoek wilde ze een reëel probleem oplossen. Zo kwam ze terecht in het Laboratory for Circular Process Engineering, waar ze methodes ontwikkelde om plastic efficiënt te recyclen tot een hoogwaardig product. Na haar doctoraatsverdediging werkt ze daar verder als postdoc.
