Je leest:

Superkritisch CO2 geeft kunststof kleur

Superkritisch CO2 geeft kunststof kleur

Auteur: | 10 januari 2011

Onderzoekers van het Duitse Fraunhofer Instituut ontwikkelden een manier om CO2 als oplosmiddel te gebruiken voor verf, beschermlagen en zelfs geneesmiddelen. Bij deze methode zit CO2 in de zogenoemde ‘superkritische toestand’. De beloftes zijn onder andere contactlenzen met medicijnen erop en een schonere chemische industrie.

In gasvorm is CO2 de aartsvijand van menig milieubeweging; maar in de bijzondere vloeistof/gas-vorm die we de superkritische toestand noemen, zou kooldioxide wel eens hun beste vriend kunnen worden. Superkritisch CO2 kan namelijk als industrieel oplosmiddel gebruikt worden. En waar allerlei industriële oplosmiddelen slecht voor milieu en gezondheid zijn, is superkritisch CO2 schoon en veilig. Onderzoekers van het Duitse Fraunhofer Instituut voor Milieu-, Veiligheids- en Energietechnologie berichtten eerder deze maand over nieuwe mogelijkheden om deze bijzondere vorm van kooldioxide te gebruiken.

Kunststof kleuren

Opstelling om cafeïnevrije koffiebonen te maken.

Superkritisch CO2 wordt al gebruikt om bijvoorbeeld cafeïne uit koffiebonen te halen. Natte koffiebonen zakken langzaam door een vat waarin CO2 van bijna 100 graden onder een druk van 250 bar staat. De cafeïne lost dan op in het CO2, zodat je onderin het vat alleen nog maar cafeïnevrije bonen vindt.

De Duitse Fraunhofer-onderzoekers draaiden dit proces in feite om. Zij onderzochten de mogelijkheid om met het kooldioxide stoffen over te brengen naar andere materialen. Impregnatie in plaats van extractie. En dan niet bij koffiebonen, maar andere materialen; kunststof bijvoorbeeld.

De Duitsers brachten CO2 in een container met kunststof voorwerpen. Vervolgens verhoogden ze de druk tot 170 bar om het CO2 in de superkritische toestand te krijgen. Daarna losten ze er een kleurstof in op, die samen met het kooldioxide diep in het kunststof doordrong. Toen ze daarna de container openden, ontsnapte het CO2 in gasvorm en bleef de kleurstof achter in het plastic.

Oogdruppels

Deze propeller is in 5 minuten met de nieuwe methode geverfd.
Fraunhofer UMSICHT

Volgens de onderzoekers is de kleurstof niet van het plastic af te vegen. Ook duurt het proces maar een paar minuten en blijft de temperatuur beneden het smeltpunt van de kunststof. Ze zien de superkritische kleurmethode als een geschikt alternatief voor de gebruikelijke manieren om kunststof te kleuren.

Maar ze durven nog veel verder vooruit te kijken. Het is namelijk ook mogelijk om met deze techniek antibacteriële stoffen en geneesmiddelen op en in het plastic af te zetten. Zo denken ze aan contactlenzen geïmpregneerd met een medicijn tegen staar. Deze lenzen zouden zelfs oogdruppels kunnen vervangen.

h3. Superkritisch CO2 Deze grafiek laat zien dat CO2 warmer dan 30,1 graden Celsius (300 Kelvin) en samengedrukt tot 73,8 bar (meer dan 70 keer de atmosferische druk) in een superkritische toestand raakt. Het gas krijgt dan de eigenschappen van een vloeistof, waarin je bijvoorbeeld allerlei stoffen kunt oplossen.
Wikimedia Commons

Waterverven

Ook op Nederlandse bodem is de commercialisatie van superkritisch CO2 in volle gang. Volgens Gerard van der Lans van Feyecon, een bedrijf dat gespecialiseerd is in superkritisch CO2, wordt de techniek vooral nog gebruikt om stoffen op te lossen. “Koffie is een bekend voorbeeld, maar ook oliefabrikanten schakelen er op over voor het zuiveren van essentiële oliën.” Dyecoo, een dochteronderneming van Feyecon, is bezig om het verven van kleding met superkritisch CO2 te perfectioneren.

Van der Lans zet wel vraagtekens bij het gemak waarop de Duitse wetenschappers over de mogelijkheden van hun techniek praten. “Er zijn veel technologische ontwikkelingen nodig om dit voor elkaar te krijgen. Neem het kleuren van synthetische kleding bijvoorbeeld: alle beschikbare verven zijn gericht op de sterk vervuilende techniek van waterverven. De daarbij gebruikte verfstoffen zijn niet één-twee-drie in te passen in de CO2-technologie. En werken met een druk van honderden bar doe je in de praktijk ook niet zomaar.”

Eerder onderzoek van de TU Eindhoven gaf ook al aan dat het gebruik van superkritisch CO2 forse investeringen vergt. Maar de beloftes – een schoner milieu, meer veiligheid voor de fabriekswerkers, nieuwe kunststof producten – lijken het geld waard.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 10 januari 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.