Duurzame coating uit groene grondstof

Scheikundigen van de RUG hebben samen met collega’s van AkzoNobel een nieuw proces ontwikkeld om biomassa om te zetten in een hoogkwalitatieve coating. Het proces werkt op basis van zuurstof, zichtbaar en UV-licht, en combineert hernieuwbare grondstoffen met groene chemie. 

De meeste coatings bestaan uit polymeren, meer bepaald ketens van acrylaatmonomeren, gemaakt uit aardolie. De wereldwijde jaarlijkse productie daarvan bedraagt zo’n 3,5 miljoen ton. Het nieuwe proces kan op termijn grondstoffen uit aardolie, zoals acrylaat, vervangen door duurzame bouwstenen voor de productie van coatings, harsen en verf.

Lignocellulose in plaats van acrylaat

Lignocellulose is de meest voorkomende vorm van biomassa op aarde, ongeveer 20 tot 30 procent van de houtige delen van planten bestaat eruit. Maar vooralsnog wordt dit doorgaans verbrand in energiecentrales of gebruikt voor de productie van biobrandstof.

Lignocellulose is met zuur te kraken tot de chemische bouwsteen furfural. Via een een proces dat de Groningse groep in de afgelopen decennia al ontwikkelde zet het dit furfural om in hydroxybutenolide, dat lijkt op acrylaat. Bij de omzetting zijn alleen licht, zuurstof en een simpele katalysator nodig. Er ontstaat geen afval. Het enige bijproduct is methylformaat, dat weer nuttig is als vervanger van chloorfluorkoolstof, de CFK’s, in andere processen.

Een deel van de structuur van het hydroxybutenolide lijkt erg op acrylaat, maar omdat het deel van het hydroxybutenolidemolecuul dat sterk kan reageren aanwezig is in een ringstructuur, is het minder reactief dan acrylaat. De uitdaging bestond er dan ook in om het molecuul verder aan te passen zodat er bruikbare polymeren mee te maken zijn. Dat gebeurde door verschillende groene of van bio-grondstoffen gemaakte alcoholen te koppelen aan het hydroxybutenolide, wat leidde tot het ontstaan van vier zogeheten alkoxybutenolidemonomeren.