Operators weten precies op welke knoppen ze moeten drukken. Dat ‘trucje’ doen zij natuurlijk dagelijks. Maar wat als er problemen ontstaan? Weten zij dan ook precies wat er aan de achterkant gebeurt? En hoe ze dit adequaat oplossen om productuitval te voorkomen?

 

Betrokkenheid tonen en verantwoordelijkheid nemen van het productieproces zijn belangrijke redenen waarom bedrijven in de kunststofbranche investeren in het opleiden en doorontwikkelen van hun personeel. Zij willen dat het personeel zich verantwoordelijk voelt voor ‘hun’ proces en kleine storingen zelf op kunnen lossen.

 

In deze blog ontdek je welke opleidingssoorten er in de kunststofbranche zijn en wat de voor- en nadelen hiervan zijn. En onderaan vind je vier kernvragen waarmee je een weloverwogen keuze maakt.

 

 

De vier type opleidingen en trainingen in de kunststofbranche

Het landschap voor opleidingen, cursussen en trainingen over (het werken met) kunststoffen is breed. Waar moet je als bedrijf in de kunststof sector voor kiezen? Om je een handje te helpen hebben wij de vier verschillende opleidingsmogelijkheden voor je op een rij gezet. Bekijk ze ook in de tabel verderop in deze blog.

1. HBO-opleidingen

In Nederland zijn er meerdere HBO-instellingen die opleidingen voor de kunststofbranche aanbieden op zowel bachelor als master niveau. Zoals de opleiding Polymer Engineering of Polymer Design Engineering. Deze opleidingen zijn vaak tweejarig (bestaande uit meerdere modules).

• Medewerkers gaan echt de diepte in en ontvangen na een succesvolle afronding een erkend HBO-diploma.
• Houd er rekening mee dat dit type opleiding een aardige investering is, zowel in tijd (2 jaar lang een dag in de week) als geld (gemiddeld 11.250 euro per jaar).

2. MBO-opleidingen

In tegenstelling tot de HBO-opleidingen, duren de MBO-(deel)opleidingen gericht op kunststof vaak slechts enkele lesdagen. Zo ronden medewerkers de opleiding Kunststoftechniek van het Deltion College al binnen 10 lesdagen (20 dagdelen in 10 weken) af.

• Dit zijn relatief korte opleidingen, die medewerkers met een (niveau 4) MBO-certificaat afsluiten.
• Deze opleidingen zijn breed en geven een goede basis. Net als de HBO-opleidingen vinden deze opleidingen niet plaats op locatie.

3. Praktijktrainingen

Praktijktrainingen, van bijvoorbeeld een opleider als STODT, gaan in op een specifiek onderdeel van het kunststofproductieproces. Denk bijvoorbeeld aan spuitgieten 1,2 of 3 of extruderen 1. Deze cursussen worden bij voldoende resultaat afgesloten met een landelijk branche-erkend diploma (VAPRO).

• Goede basistrainingen specifiek op verwerkingstechniek die als start dienen voor verdere doorontwikkeling.
• De opleidingen zijn vaak breed en (de theorie) niet helemaal toegespitst op de materialen, machines en het proces van de opdrachtgever.

4. Maatwerk kunststof trainingen (op locatie)

Bij dit opleidingstype wordt er vaak voorafgaand aan de training een intake van een halve dag gedaan, om de wensen en het kennisniveau van de groep in kaart te brengen. Zo kan er tijdens de training specifiek ingegaan worden op bepaalde materialen (bijvoorbeeld PVC, PET, PA, regrinds en recyclaat), verwerkingstechnieken (bijvoorbeeld spuitgieten, extruderen en blaasextrusie) en handelingen en komen er geen ‘onnodige onderwerpen’ aan bod. De training wordt op de productielocatie gegeven door een vakspecialist, in samenwerking met jullie eigen specialisten. Ook wordt er op jullie eigen machines en met jullie eigen materialen worden gewerkt. Maatwerk trainingen kunnen georganiseerd worden voor diverse afdelingen; operations, research & development, maar ook de niet-technische (bijvoorbeeld verkoop) afdelingen.

• Dit is een kortdurende training, die op jouw eigen locatie plaatsvindt en waarbij gebruik van jullie eigen materialen en machines gemaakt wordt. Hierdoor kan de opgedane kennis vaak direct toegepast worden.
• De medewerkers doen de benodigde vakkennis gericht op, maar ontvangen geen certificaat of diploma.

 

Een keuze maken? Stel jezelf deze 4 kernvragen

Op basis van de opleidingstypes hierboven, zijn dit de vier kernvragen die je jezelf kunt stellen om een weloverwogen keuze voor jouw personeel te maken.

 

• Is het belangrijk dat de medewerkers een erkend diploma of certificaat ontvangen?

Bij een HBO-, MBO- en een praktijktraining ontvangen medewerkers na een succesvolle afronding een erkend diploma, (deel)certificaat of VAPRO certificaat. Bij maatwerk trainingen is dit niet het geval.

 

• Is het van belang dat de training op locatie gegeven wordt en er gebruikgemaakt wordt van de eigen machines en materialen?

Een training op de eigen werkplek van de medewerker heeft grote voordelen voor het leereffect. Hij of zij leert alle ins-en-outs van zijn eigen machines kennen en de materialen die hij of zij dagelijks gebruikt. Vind je dit belangrijk? Dan is een praktijktraining op locatie of een maatwerktraining interessant voor jou.

 

• Hebben de medewerkers al basiskennis (bijvoorbeeld spuitgieten 1) en zijn ze juist op zoek naar verdieping?

Afhankelijk van het kennisniveau van je medewerkers kun je dan kiezen voor vervolgtraining bij een praktijkopleider, zoals spuitgieten 2 of 3. Dit is een vast programma, dat onderwerpen kan behandelen die medewerkers al beheersen. Het alternatief is een maatwerktraining (op locatie). Deze trainingen zijn aan te passen naar het kennisniveau van de medewerkers (van beginner tot expert) en zijn specifiek af te stemmen op de leerbehoefte. In tegenstelling tot een vervolgtraining bij een praktijkopleider, volgen medewerkers bij een maatwerk training geen volledige modules. Ze zoomen in een maatwerk training naar wens in op de onderwerpen waar zij tegenaan lopen of meer over willen leren.

 

• Welk opleidingsbudget is er beschikbaar?

Er zitten veel verschil in prijs en opleidingsduur van de verschillende opleidingstypes. Om je een beeld van deze verschillen te geven, hebben we (op 26-04-2024) een greep genomen uit de opleidingsprijzen en duur en deze voor je op een rij gezet in de onderstaande tabel.

.

 

Van trucje naar vakmanschap

Eén ding is zeker: welke training, opleiding of cursus over kunststof je ook kiest, hiermee geef je jouw personeel de benodigde handvatten om de stap te maken van het uitvoeren van een trucje naar écht vakmanschap.

 

Ben je op zoek naar een kunststof opleiding voor jouw personeel? Wij adviseren je graag over een kunststof opleiding die past bij jouw wensen en die van je personeel. Neem daarvoor vrijblijvend contact op met Peter van Barneveld, Business Manager Training.

In 2027 gaat naar alle verwachting de Nationale Circulaire Plastics Norm (NCPN) in. Het doel van deze norm is om fossiele polymeren te vervangen door recyclaat en/of biogebaseerde polymeren. Hoewel dat nog ver weg klinkt, is dit hét moment om de voorbereidingen te treffen voor deze transitie. Verwerk jij fossiele plastics bij de productie van deel- of eindproducten voor de Nederlandse markt? Lees dan hoe je – met behulp van deze tijdelijke subsidie – goed voorbereid aan de start van deze transitie verschijnt.

 

Let op: er is een subsidieplafond. De aanvraagperiode start op 18 juni, dus wees er op tijd bij.

 

Voor wie geldt deze nieuwe norm?

 

De Nationale Circulaire Plastics Norm die beoogd wordt, geldt voor verwerkers. Dit zijn bedrijven die polymeren, waaraan additieven of vulstoffen kunnen zijn toegevoegd, verwerken tot plastic deel- of eindproducten. Denk bijvoorbeeld aan (blaas)extrusiebedrijven, en spuitgieters. De streefwaarde voor bijmengen van circulaire plastics door middel van deze subsidie regeling ligt op 25-30%. Indien dit percentage niet mogelijk is, mag er ook minder worden toegepast zolang het gaat om een significante toename van circulaire plastics.

 

Gesubsidieerd overstappen

Om je te helpen bij de transitie van fossiele naar circulaire plastics, stelt het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat de ‘Tijdelijke subsidieregeling omschakeling naar verwerking circulaire plastics’ beschikbaar. Deze subsidie is bedoeld om je te stimuleren aanpassingen in jouw product en proces te testen en door te voeren. Zodat je op 1 januari 2027 klaar bent voor de (beoogde) invoering van de NCPN.

 

Wat valt er onder de subsidie voor verwerkers?

Met deze subsidie kun je één of meerdere productietesten met recyclaat en/of biogebaseerd plastic (laten) uitvoeren. Dit zijn technische tests, gericht op het verwerken van circulaire plastics in jouw producten. Bedrijven krijgen ook subsidie voor het inkopen van expertise/advies, deskstudie en het laten testen van materiaal bij derden (‘kosten derden’). Als je jouw aanvraag na de opening op 18 juni snel indient, dan krijgt je 75% van de kosten vergoed. Lees de voorwaarden hieronder.

 

Subsidie in het kort

• Voor wie: bedrijven die virgin polymeren verwerken tot plastic deel- of eindproducten voor de Nederlandse markt (‘verwerkers’).
• Wat: 75% van de kosten voor het uit (laten) voeren van productietesten – en verbonden activiteiten – wordt vergoed (tot een maximum van € 25.000 subsidie per aanvrager). Onder verbonden activiteiten valt o.a.: inkoop van expertise of advies, inkoop van proefmatrijzen, uitvoeren eigen studies ter voorbereiding van de productietest, doen van kleine aanpassingen aan eigen apparatuur en matrijzen en testen van materialen bij of door derden.
• Kosten derden: op basis van een offerte worden kosten derden ook voor 75% vergoed.
• Wanneer aanvragen: de subsidie gaat op 18 juni 2024 om 09:00 open en sluit op 3 oktober 2024 om 12:00 uur. Je dient je aanvraag in bij de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland.
• Belangrijk: er is in totaal € 6.000.000 beschikbaar. Op is op. Dus vraag nu alvast een offerte aan, zodat je straks alle informatie hebt om de aanvraag direct in te dienen als deze opent.

 

Waarom een productietest uitvoeren

Je wilt dat jouw (deel)producten, ook met circulaire plastics, aan dezelfde kwaliteitseisen voldoen. Om daarvoor te zorgen is het belangrijk om nu alvast te onderzoeken welke circulaire plastics beschikbaar zijn en wat de impact hiervan is op de producteigenschappen en verwerkbaarheid. Die informatie krijg je uit een productietest.

 

Hoe ziet een productietest eruit?

Hieronder beschrijven we een mogelijk stappenplan dat je kunt hanteren:

 

Stap 1 de voorbereiding: als eerste ga je uiteraard op zoek naar een geschikte circulaire grondstof. Heb je er één (of meerdere) gevonden? Dan wil je daarvan alvast een aantal kritische eigenschappen testen, voordat je de productieproef start. Denk bijvoorbeeld aan vervuiling, verwachte mechanische eigenschappen en vloeigedrag. Ook is het interessant om jezelf de vraag te stellen of je bijvoorbeeld een gecompoundeerd recyclaat of een regrind kunt toepassen of dat het aan bepaalde wetgeving/certificering moet voldoen (bijvoorbeeld EFSA).

 

Stap 2 de productieproef op labschaal (bijvoorbeeld bij derden): heb je nu een beeld gekregen of het beoogde circulaire plastic aan jouw eisen zou moeten kunnen voldoen? Dan is het tijd om dit te gaan toepassen in jouw eigen product. Je kunt het nieuwe beoogde circulaire plastic in verschillende hoeveelheden toevoegen: van 15%, 30% of zelfs 50%. Hoe meer je toevoegt, hoe duidelijker je een beeld krijgt van de invloed van het recyclaat op het proces en de producteigenschappen. Denk bijvoorbeeld aan het effect op de mechanische eigenschappen zoals treksterkte en impactsterkte. Daarnaast wil je natuurlijk ook weten hoe stabiel je spuitgiet- of extrusieproces is en welke machine-opstelling (onder andere mengen, drogen, doseren) en machine-instellingen (onder andere temperatuur, druk, koeltijd) tot een goed product leiden.

 

 

Stap 3 de productieproef op productieschaal: met de informatie uit de bovenstaande productietesten heb je alle kennis in huis om een productietest op te zetten op jouw eigen verwerkingsmachines. En om de proef op een wat grotere schaal uit te voeren, in jouw eigen productieomgeving. Met deze laatste productieproef achterhaal je of de beoogde productkwaliteit gehaald wordt en er een stabiel proces is.

 

Zelf testen versus uitbesteden

Je kunt de bovenstaande stappen 1 en 2 zelf uitvoeren of naar wens (deels) uitbesteden. Het laatste heeft vier belangrijke voorbeelden:

 

1. De reguliere productie wordt niet verstoord.
2. De tests worden in een gecontroleerde omgeving uitgevoerd.
3. Je ontvangt een heldere rapportage, waar je continu op terug kan grijpen.
4. De kans op een succesvolle proef is groter, dankzij het uitvoerige vooronderzoek.

 

 

Wil je onafhankelijk advies?

En een helder testrapport, waarin je stap voor stap terugvindt welke handelingen er uitgevoerd zijn om tot het beste resultaat te komen? Onze engineers helpen je graag om een weloverwogen keuze te maken in jouw transitie naar circulair plastic. Zowel in de voorbereiding als in de productietesten kunnen zij jou helpen. Dat kan zowel in onze eigen testfaciliteit als bij jou op locatie. Heb je in het verleden al eens een productietest gedaan en kwam daaruit dat het niet mogelijk was om circulaire plastics toe te voegen? Ook dan gaan we graag met jou op zoek naar een manier waarop je wél aan de nieuwe norm kunt voldoen. Neem daarvoor vrijblijvend contact met ons op of vraag direct een offerte aan.

 

En hoe het vaak wél kan

Steeds meer bedrijven stappen over op gerecycled kunststof (recyclaat). Omdat ze het willen, omdat het gevraagd wordt óf allebei. De wens is groot, maar de uitvoering lijkt nog weleens een drempel te zijn. In deze blog helderen we de 3 grootste misverstanden op over recyclaat.

Regelmatig spreken we bedrijven die zoeken naar een duurzamer alternatief voor de kunststof waarmee ze – soms al tientallen jaren – produceren. Een aantal van die bedrijven heeft al eens geprobeerd met recyclaat te werken, maar zijn nog niet overtuigd. ‘Het loopt niet lekker op de spuitgiet- of extrusiemachines.’ Of: ‘Mijn product brak sneller.’

Dat kan natuurlijk! Maar dat betekent nog niet dat het onmogelijk is om recyclaat in te zetten. Met de juiste kennis en handelingen kan er meer dan je denkt. Te vroeg concluderen dat recyclaat geen optie is, is dan natuurlijk jammer.

 

Hoe dan wel?

Door vooraf goed in kaart te brengen aan welke eisen jouw product moet voldoen én welke eigenschappen het recyclaat moet hebben. Je wil namelijk weten welke impact een switch naar recyclaat heeft op drie aspecten: het productieproces, het uiterlijk van je product én de kwaliteit van je product. Dat leggen we verder uit aan de hand van drie misverstanden over recyclaat:

 

1. Mijn machines kunnen er niet goed mee werken (productieproces)

Vraag een operator die ooit met recyclaat heeft gewerkt zónder het proces aan te passen, en het antwoord zal overwegend negatief zijn.

Klopt de aanname? Dat werken met recyclaat aandacht vraagt klopt. Het kan uitdagend zijn. Meestal zit die uitdaging in de ‘vloei’ van het materiaal, ofwel: de MFI-waarde. Als je virgin kunststof inkoopt, is de MFI-waarde constant. Bij recyclaat kan de MFI-waarde hoger of lager zijn dan virgin. Ook kan de MFI-waarde variëren, omdat de bron ook steeds varieert. Je kunt hier problemen mee krijgen in de productie.

 

Wat is de oplossing? Hier leiden meerdere wegen naar Rome. Ten eerste kun je een ander recyclaat zoeken met de juiste MFI-waarde. Een tweede oplossing is de MFI-waarde te laten verhogen of verlagen door de formulering aan te passen. Je kunt lage en hoge MFI-recyclaat namelijk met elkaar mengen. Een andere optie is dat je virgin kunststof bij laat mengen. Tot slot kun je variatie opvangen door het proces en materiaal goed op elkaar af te stemmen. In het voorbeeld lees je wat je kunt doen bij een variërende MFI-waarde.

 

Vooraf kwaliteitstesten doen is dus cruciaal. En de MFI-waarde bepalen, dat is daar een belangrijk onderdeel van. Lees alles over inkomende kwaliteitstesten in deze blog.

 

2. Mijn product ziet er niet hetzelfde uit (uiterlijk/optisch)

‘De kleur die ik gebruik is niet beschikbaar in recyclaat. De producten zijn niet zo transparant als met virgin kunststof of er zitten strepen in. De consument wil dat niet.’

 

Klopt de aanname? Ja en nee! Over de beschikbaarheid: gelukkig zijn er tegenwoordig veel meer kleuren recyclaat beschikbaar omdat de sorteringsprocessen verbeterd zijn. Kom je vandaag de dag nog steeds niet aan je kleureisen? Neem dan je klant mee in de verduurzaming, zoals in het voorbeeld van de verfemmer (zie kader).

Wat is de oplossing? Wil je overstappen op recyclaat en is jouw kleur lastig te matchen? Dan zal je moeten ‘omdenken’ en je marketing en de (eind) klant mee moeten nemen in de verduurzaming slag.

Met het loslaten van de optische eigenschappen wordt de keuze reuze in gerecycled plastic. Natuurlijk gaat dat niet voor elk product op. Omdat het een zichtbaar onderdeel is van een ander product of omdat het glanzend of transparant moet zijn. Daarom denken we altijd graag mee in zo’n overstap.

 

“De overstap op recyclaat kan iets vragen van je product-design of marketing.”

Martine Bonnema, Business Manager R&D

 

3. De kwaliteit is niet goed genoeg (mechanisch)

‘Met recyclaat wordt mijn product brosser en breekt het sneller. Ik kan niet vertrouwen op een kwalitatief hoog resultaat.’

Klopt de aanname? Ook hier is het antwoord: ja en nee. Gerecycled materiaal dat keer op keer is verwerkt, kan degraderen.  Daardoor wordt het minder sterk of een stukje brosser. Ook kent recyclaat meer variatie (zie ook het eerste punt) en kan de kwaliteit van je product variëren.

Wat is de oplossing? Meten is weten! Aan welke eisen moet je product minimaal voldoen? Wordt jouw product zwaar belast, dan is er een hoogwaardig recyclaat nodig of kun je het laten modificeren met additieven.  Of je zult het eerst moeten doen met een mix van virgin en recyclaat zoals in dit project. Vooraf onderzoeken hoeveel procent recyclaat je kan (laten) bijmengen is dus belangrijk. Ervaring leert dat tegenwoordig veel producten ontworpen zijn op een hogere kwaliteit dan feitelijk nodig.  Door (opnieuw) de minimale producteisen vast te stellen, maak je als het ware een ‘paspoort’ van jouw product. Daarmee weet je precies welke waardes (de materiaaleigenschappen) je recyclaat moet hebben. Dat verruimt je keuze uit recyclaten aanzienlijk.
Een screening vooraf is dan ook onmisbaar, van zowel van je huidige als nieuwe materiaal. Alleen zo weet je of je met een bepaald type recyclaat  aan de kwaliteit kan voldoen. We adviseren altijd minstens het volgende te onderzoeken en een benchmark te doen: FTIR-ATS, DSC, verassing, MFI, treksterkte, impactsterkte. Lees meer over deze testen in deze blog.

Na deze testen heb je een aantal opties: je machines anders instellen, een ander recyclaat type kiezen of een additief toevoegen om zo wél de juiste kwaliteit te behalen.

 

Day-to-day business

Tot zover de uitdagingen en oplossingen. We hopen je alvast meer inzicht te hebben gegeven welke kennis je zoal nodig hebt over jouw product en welke eigenschappen van het recyclaat belangrijk zijn.

We begrijpen goed dat de day-to-day business al uitdagend genoeg kan zijn. Het is dan ook handig om een samenwerkingspartner te zoeken die je hierin kan ondersteunen. Denk bijvoorbeeld aan je leverancier of vraag ons als onafhankelijk partner. Voor ons is recyclaat namelijk day-to-day business.

Benieuwd wat overstappen op recyclaat voor jouw product betekent? Neem vrijblijvend contact met ons op en we denken graag met je mee.

Al miljarden jaren lang heeft Moeder Natuur een fascinerend palet aan biopolymeren gecreëerd, waarvan sommige ware kunstwerken zijn. In deze blog gaan we dieper in op de wereld van biopolymeren en ontdekken we de diversiteit, functies en toepassingen van deze natuurlijke chemische verbindingen. 

 

Lignocellulose: Bouwsteen van de Natuurlijke Wereld

Het ligt voor de hand om te beginnen met het meest voorkomende polymeer op aarde dat ongeveer 50% van de totale biomassa uitmaakt: lignocellulose. Op afbeelding 1, hier rechts te vinden, is een veronderstelde structuur van lignine in naaldbomenhout te zien. Deze stof in bomen en planten, waaronder gras, wordt steeds meer als grondstof ontdekt. In Groningen werd in 2021 de eerste asfaltweg ter wereld in gebruik genomen, waarin bitumen door lignine werd vervangen. Een voorbeeld dat Rijkswaterstaat verder gaat uitbreiden in het ‘Circuroad’ programma.

 

Chitine: Het Opkomende Alternatief voor PFAS

Chitine is de volgende in de lijst van meest voorkomende biopolymeer op aarde. Het is in vrijwel alle insecten, schaaldieren maar ook in schimmels (paddenstoelen) te vinden. Chitosan, verkregen door het verwerken van chitine, wordt momenteel ontwikkeld als alternatief voor perfluorverbindingen, zoals PFAS. Derivaten van chitosan zijn water- en olieafstotend te maken.

 

De diversiteit van biopolymeren komt tot uiting in hun structuur, waarbij zowel homogene als heterogene, lineaire als vertakte configuraties en co-polymerisaties mogelijk zijn. Homogene biopolymeren hebben een uniforme samenstelling en structuur, en alle sub eenheden (monomeren) in het polymeer zijn identiek. Een voorbeeld is desoxyribonucleïnezuur (DNA). Daarentegen hebben heterogene biopolymeren een niet-uniforme samenstelling en structuur, en bestaan uit verschillende soorten monomeren, zoals eiwitten die uit verschillende aminozuren zijn samengesteld. Alhoewel hierop ook weer uitzonderingen zijn, zoals de co-polymeren van gelatine die uit repeterende tripletten van (glycine-X-Y)_n bestaan, waarin X en Y meestal proline en hydroxyproline zijn. De afbeelding hieronder toont links DNA met repeterend eenheden van cytidine, desoxyadenosine, desoxyguanosine en thymidine, in het midden collageen als voorbeeld van een gecopolymeriseerd, relatief homogeen eiwit waaruit gelatine kan worden gewonnen en rechts een complex heterogeen eiwit.

 

Bioactieve Biopolymeren: Natuurlijke Kunstenaars van Functionaliteit

De genoemde biopolymeren geven structuur, stevigheid, bescherming (cellulose, chitine) en energie (zetmeel, glycogeen), maar veel biopolymeren vallen op omdat ze bioactief zijn. Functionele activiteit (zoals regulatie, terugkoppeling, activatie van een cascade) lijkt vooralsnog een eigenschap die meestal bij de door de mens ontworpen polymeren ontbreekt. De natuur kan ons daarbij helpen en inspireren en dat gebeurt in toenemende mate. Een fascinerend voorbeeld, althans voor degene met een bio-organische achtergrond, zijn de ketens van N-acetylsiaalzuur. Te eenvoudig gesteld, maar ze bepalen in hoge mate de groei en aanpassingsvermogen van ons brein. Helaas maken enkele neuro invasieve bacteriën die bijvoorbeeld gevreesde hersenvliesontstekingen veroorzaken, hier misbruik van.

Het antistollingseffect van de heparine is een andere type activiteit van een biopolymeer. De stof wordt in de lever aangemaakt. Professor Stan van Boeckel (verbonden aan het toenmalig Organon) en zijn medewerkers wisten met behulp van computertechnieken (eind jaren 80!) de activiteit van heparine terug te brengen tot een molecuul bestaande uit vijf eenheden met enkele essentiële sulfaatgroepen op stereo chemisch belangrijke posities. Dit baanbrekend onderzoek leidde tot sterk verbeterde antistollingstherapie met organisch synthetische heparine imitaties.

 

Eiwitten: Kampioenen van Actieve Biopolymeren

Aan heparine valt op dat biopolymeren ook een lading kunnen hebben. Heparine en derivaten zijn anionen, maar positief geladen biopolymeren komen ook voor, waarbij stikstof in bijvoorbeeld amine- of guanidiniumgroepen in eiwitten, een belangrijke rol speelt. De functionele groepen in biopolymeren zijn dus divers; behalve sulfaat-, amine-en-guanidiniumgroepen, komen ook veel carbonzuren, fosfaat, methyl, acetyl, glycoloyl groepen voor.

Vanwege hun enorme variëteit en functionaliteit, zijn eiwitten de kampioenen onder de actieve biopolymeren. Moeder Natuur maakt dus niet alleen gebruik van monosachariden en fenolen als bouwstenen voor polymeren, ze doet dat ook met aminozuren en lipiden. Zijde is een intrigerend eiwitcomplex en een grote inspiratiebron voor innovatieve, technologische toepassingen in additieven, films, aero- en hydrogelen, schuim voor medische toepassingen, Nano materialen enzovoorts. Zijde bestaat uit twee eiwitten die in verschillende verhoudingen het product hard of zacht maakt. Dat lijkt op klassieke polymeerchemie, maar dan zonder de vervelende weekmakers.

 

Biopolymeren en chemie

We passen biopolymeren soms met een chemische bewerking aan. Voor mij is leer het meest tot de fantasie sprekende voorbeeld. Al in oude tijden, vanaf circa 9.000 jaren geleden, werden huiden tot leer verwerkt. Voor dit proces werden tannines uit onder andere eikenbast (tannum = eikenbast) ingezet. De negatief geladen tannines hechten via ionbindingen, hydrofobe interacties en waterstofbruggen aan eiwitten. Wijndrinkers kennen het effect van het verschijnsel: tannines in de wijn reageren met mondeiwitten en geven wrange smaak aan de wijn. Hoewel eetbaar, laten we eikels waarschijnlijk om die reden voor de eekhoorns liggen. Vanaf het jaar 1800 werden in toenemende mate chroom- en arseenzouten en formaldehyde (uit rook) voor leerbewerking ingezet. Het komt er in deze processen op neer dat de eiwitten in de huid samenklonteren (verknopen) en complexen vormen.

Fascinerend is hoe de natuur totaal verschillende oligomeren en polymeren combineert. Het zijn koolhydraatketens die covalent aan eiwitten (de zogenaamde glycoproteïnen) gebonden zijn, die bijvoorbeeld meebepalen hoe actief en hoe oud het eiwit mag worden. Parasieten en virussen maken er gebruik van om ons immuunsysteem te misleiden. Dr. Aldert Bergwerff, auteur van deze blog, heeft een aanzienlijke bijdrage geleverd aan de opheldering van de polymeren die de parasiet Schistosoma mansoni (getoond op de afbeelding hiernaast) gebruikt om ons immuunsysteem om de tuin te leiden. De parasiet is de veroorzaker van bilharzia en na malaria de meest voorkomende infectie op aarde.

 

Voor veel polymeerchemici zal het vanzelfsprekend zijn dat polymeren niet in een waterig milieu oplossen. Uit deze blog volgt dat veel biopolymeren juist in waterige oplossing voorkomen. Het mag als bekend worden verondersteld dat daar ladingen (ionbindingen), hydrofiele en hydrofobe eigenschappen, Van der Waals krachten, cross-linking (disulfide bruggen) et cetera aan bijdragen. Daarbij helpt een watermantel (kristalwater) dat een biopolymeer omhult waarbij de hydroxylgroepen van monosachariden (denk aan de glycoproteïnen) een grote rol spelen. Monosachariden zijn immers polyalcoholen en trekken water aan. Ook een slimme vouwing waarbij ontvouwing voor activatie van allerlei functies mogelijk is, verhoogt de oplosbaarheid van grote moleculen. De absolute winnaar op dit gebied is dubbelstrengs DNA. Op de afbeelding hieronder zie je DNA-strengen die aan een stukje hout of een glazen staaf blijven kleven. Menselijk DNA is opgelost en heeft een DP van 3 miljard (baseparen), een lengte van 2 meter (6 miljard nucleotiden x 0,34 nm) en een moleculaire massa van 2×10¹² Da. Welk (xenobiotisch) polymeer doet dit na?

 

Biopolymeren, de spiegel voor polymeerchemici

Kortom, biopolymeren zijn fascinerend en kunnen een spiegel voor polymeerchemici zijn. Ze zijn divers en bestaan uit een breed spectrum aan structuren en hebben vele eigenschappen. Ze zijn in hoge mate biocompatibel. Ze worden dus makkelijk verdragen door levende organismen. Ze zijn hernieuwbaar door ze te produceren uit lignine, cellulose, zetmeel, chitine, eiwitten, vetten et cetera. Ze hebben een grote verscheidenheid aan makkelijk aanpasbare functionaliteit, zoals flexibiliteit, sterkte, elasticiteit, oplosbaarheid, en thermische en chemische stabiliteit. Niet onbelangrijk, misschien wel de belangrijkste kwaliteit van biopolymeren in de huidige tijd: ze zijn eenvoudig afbreekbaar. Welke chemicus gaat dit met zijn/haar ontworpen polymeren volgen?

 

Deze blog is tot stand gekomen in samenwerking met de Chemische Kring Zwolle en geschreven door dr. Aldert Bergwerff.

 

De Potentie van Biobased Polymeren

op 12 maart 2024 vindt het Kunststof Seminar: Circulaire Transitie plaats in Almelo. Het thema van dit seminar is ‘De Potentie van Biobased Polymeren’.  Interessante sprekers uit de markt nemen je mee om de businesscase kloppend te maken, of vertellen je meer over de techniek en toepassingen van biopolymeren.

Wil jij gaan werken met biopolymeren of werk je er al mee en wil je samen met andere partijen een businesscase opzetten, kom dan zeker op 12 maart naar Almelo. De plaatsen voor het Kunststof Seminar zijn beperkt, dus koop jouw ticket dus snel op deze pagina.

5 vragen over het testen van kunststof

Je wil een product van de beste kwaliteit kunststof. Logisch! Maar ís die kwaliteit ook goed? En hoe weet je dat zo zeker? Het antwoord is simpel: door regelmatig je ‘ingaande’ kunststofstromen te testen! Met de toevoeging van een aantal eenvoudige tests in je productieproces, zet je mooie stappen in het professionaliseren van je kwaliteitssysteem. Hoe, wat en waarom? Dat lees je aan de hand van de volgende vijf vragen.

 

Allereerst: waarom testen?

 

Virgin, recyclaat, regrinds of een combinatie ervan: je kunt je product uit allerlei stromen kunststof produceren. En ja, lang was virgin de standaard. Het voordeel van virgin is namelijk dat het ontzettend voorspelbaar is. Je weet wat de kwaliteit van de output is, net als hoe je (spuitgiet- of extrusie-) machines op het materiaal moet instellen. Natuurlijk is die voorspelbaarheid comfortabel, maar met de druk op onze grondstoffen en opkomende wetgeving (Nationale Circulaire Plastic Norm), groeit de behoefte naar duurzamere alternatieven.

 

Gelukkig zien we dat steeds meer bedrijven de switch maken naar recyclaat en regrinds. Goed nieuws natuurlijk, maar dat vraagt om een scherpere blik aan de voorkant. Recyclaat kan vervuild zijn of is een samenstelling van meerdere stromen, die in elke batch kan verschillen. Dat is geen ramp, maar je wil wél weten of deze batch aan de achterkant aan de producteisen voldoet. En of je je machinepark op deze variatie moet instellen. Dat zie je niet met het blote oog, maar ontdek je alleen door de ingaande kunststofstromen te testen. Zo zorg je ervoor dat:

1. Jouw product met de juiste kwaliteit van de band rolt.

   Als je weet wat erin gaat, weet je ook beter welke kwaliteit eruit komt. Prima als het materiaal een beetje variatie toont, maar door te testen weet je of je product aan de achterkant voldoet.

2. Je productieproces betrouwbaar blijft.
   

   Als je weet wat je proces ingaat, voorkom je eerder fouten. Zo beperk je de scrap-rate. Met (meestal kleine) aanpassingen aan je machines (of aan de batches zelf), blijft je productie optimaal.

Testen is dus een mooie stap om je processen te professionaliseren. Ook als je nog twijfelt over het overstappen naar (deels) recyclaat: testen geeft zekerheid.

 

“Zorg dat je weet wat je in handen hebt, voordat het je machines raakt.”

aldus Peter van Barneveld, Business Developer

 

Wat wil je testen?

Dan wil je weten waar je op gaat testen. En wat moet je in ieder geval testen om zeker te zijn dat de ingaande kunststofstroom van de juiste kwaliteit is? Bij Polymer Science Park kennen we meer dan 20 verschillende testen. Maar volgens ons zijn dit de vier die je sowieso wil doen om een robuust kwaliteitssysteem op te zetten:

1. FTIR en DSC
   Met FTIR spoor je verschillende polymeren en onzuiverheden in het recyclaat op, op basis van hun unieke infraroodspectra. Met DSC kun je verschillende polymeren in het recyclaat identificeren, door naar het specifieke smeltgedrag te kijken. Met een of beide testen, weet je zeker of en in welke mate je recyclaat zuiver is.
2. Ver-assing
   Hiermee bepaal je de hoeveelheid anorganische vervuiling zoals glas, metaal en zand. Zo kan door de aanwezigheid van zand je product sneller breken of de verwerkingsmachine slijten.
3. Melt Flow Index (MFI)
   MFI meet de vloeibaarheid van je materiaal. Soms is het nodig om de machines net even anders in te stellen voor een goedgevuld product.
4. Treksterkte en impact test
   Hiermee test je mechanische eigenschappen zoals de treksterkte, stijfheid, rekbaarheid, slagvastheid en taaiheid. Als je de eigenschappen van de batch weet, weet je beter of je product voldoet aan de eisen. Is het sterk, stijf of flexibel genoeg?

 

Wanneer testen?

Dat bepaal je zelf, afhankelijk van je type product en hoeveel je produceert. Vaak zien we dat bedrijven alleen de allereerste batch laten testen, om vervolgens jarenlang op volle toeren te produceren. Terwijl de batches variatie kunnen vertonen en dus ook de samenstelling ervan. Door een aantal tests in te bedden in je productieproces, voorkom je verrassingen. Je kunt bijvoorbeeld standaard tests doen:

• bij elke batch (of meerdere tegelijk). Bijvoorbeeld MFI;
• als je wisselt van leverancier;
• op aantal: steekproefsgewijs bij bijvoorbeeld elke 5^e of 10^e batch;
• op tijd: steekproefsgewijs elke 3^e week van de maand of bij de start van de week.

Natuurlijk hangt dat ook af van hóe je je kwaliteitssysteem inregelt. Daarmee komen we op het volgende punt.

 

Hoe borg je dat in je kwaliteitssysteem?

Er zijn in de basis twee manieren om je eigen systeem op te zetten:

1. Door zelf machines aan te schaffen.
   Eerlijk is eerlijk: dat is vooral voor grote bedrijven haalbaar. Zij schaffen de machines aan en leiden de mensen op. Daarvoor zijn middelen én de kennis nodig. Daarom ‘lenen’ we onze specialisten regelmatig uit om mee te denken over de opzet en het trainen van de collega’s. Zo kan het bedrijf daarna zelf de batches testen, de effecten op het product meten en de machines afstellen waar nodig.
2. Door het testen uit te besteden.

Dat hoeft niet ingewikkeld te zijn. Je stuurt een (of een aantal) batches op en binnen korte tijd is duidelijk of deze voldoen aan jouw kwaliteitseisen. Zo zijn wij al onderdeel van de vaste workflow van een groot aantal bedrijven. Het voordeel is dat we, omdat we veel materiaalstromen kennen, de data breder kunnen interpreteren. Zo kunnen we een bredere analyse doen. Blijkt bijvoorbeeld de treksterkte te laag? Dan kunnen we ook helpen een antwoord te vinden.

 

Daarnaast is het van cruciaal belang dat de data wordt verzameld en geanalyseerd, zodat je een trendanalyse kan maken. Zo kun je terugkijken in de tijd in het geval van een kwaliteitsissue en kan je verbanden proberen te leggen.

 

Je eigen kwaliteitssysteem. Wat zijn de voordelen?

Door te testen (of te láten testen) heb je een groot voordeel. Namelijk: dat je je eigen database en trendanalyse opzet  Dat is handig omdat:

 

• … het je meer keuzemogelijkheden geeft.
  Je weet precies wat jouw product en proces nodig heeft en welke samenstelling een recyclaat mag hebben. Zo kun je breder kijken dan 1 leverancier.
• … het voor zekerheid zorgt.
  Natuurlijk, je kunt afgaan op de technische specs van de leverancier van het recyclaat. Maar niet elke leverancier meet hetzelfde of werkt met dezelfde toleranties van vervuiling.
• …het je onafhankelijk maakt.
  Met name als je het uitbesteedt. Jouw testresultaten zijn onafhankelijk ingewonnen. Mocht een klant of leverancier een kwaliteit-gerelateerde vraag hebben, dan is daar geen twijfel over mogelijk.
• … het je zekerheid geeft, mocht je nog twijfelen over recyclaat.
  Als je overweegt om te schakelen naar duurzamer kunststof, maar je twijfelt over de kwaliteit. Meten is weten, en zo borg je de kwaliteit aan de voorkant.

 

Gedreven testexperts

Het mag duidelijk zijn dat we enthousiast zijn over testen! Want door een eenvoudige toevoeging van tests, kun je een grote slag slaan in de kwaliteit van je producten én processen. Ook – of misschien wel júist – als je werkt met recyclaat!

 

Ook je kwaliteitscontrole (verder) professionaliseren?

We denken graag mee, neem daarvoor vrijblijvend contact op.

Deze reeks van blogs geeft manieren aan om uw productportfolio ‘groener’ te maken. Naast hergebruik (‘re-use’) en gebruik van recyclaat (‘recycling’), kan er bespaard worden op fossiele grondstoffen (‘reduce’) door gebruik te maken van biogebaseerde kunststoffen.

Bioplastics worden vaak geassocieerd met duurzaamheid vanwege hun biologische afbreekbaarheid of afkomst uit hernieuwbare bronnen. Het is hierbij belangrijk om een onderscheid te maken tussen twee belangrijke termen: “biogebaseerd” en “bioafbreekbaar”. Niet alle bioafbreekbare kunststoffen zijn biogebaseerd en niet alle biogebaseerde kunststoffen zijn bioafbreekbaar. De specifieke kansen en uitdagingen van bioafbreekbare kunststoffen worden in een volgende blog uitgebreider besproken.

Hier behandelen we de uitdagingen en kansen die er zijn om biogebaseerde kunststoffen voor uw portfolio in te zetten.

 

Vaarwel fossiel, hallo bio!

Biogebaseerde kunststoffen worden geproduceerd uit hernieuwbare bronnen, zoals biomassa, zetmeel en suiker, of door middel van micro-organismen. Deze bronnen kunnen CO₂ uit de atmosfeer vastleggen. Op productniveau betekent dit meestal een kleinere CO₂-voetafdruk in vergelijking tot de winning en verwerking van fossiele brandstoffen voor de productie van traditionele plastics als een Life Cycle Assessment (LCA) vereist is.

European Bioplastics verwacht dat de wereldwijde productie van bioplastics bijna zal verdrievoudigen van circa 2,2 Mton in 2022 tot ongeveer 6,3 Mton in 2027. Daarvan is op dit moment ruim de helft biologisch afbreekbaar en zal naar verwachting stijgen tot meer dan 3,5 Mton in 2027. Het aandeel biogebaseerde, niet-biodegradeerbare producten zal ruim verdubbelen tot meer dan 2,7 Mton. De relatieve verdeling van de diverse kunststoffen is hieronder weergegeven.

 

 

Ja ik wil biobased inzetten, hoe nu verder?

Biogebaseerde kunststoffen kunnen een duurzaam alternatief bieden voor traditionele plastics en hun marktaandeel zal de komende jaren met een factor 3 groeien. Hoe verhouden deze zich tot fossiel op het gebied van beschikbaarheid, wetgeving, materiaaleigenschappen en recycling?

 

Beschikbaarheid

De beschikbaarheid van voldoende hernieuwbare biomassa op grote schaal is een belangrijke factor voor de productie van biogebaseerde plastics. Efficiënt gebruik van beschikbare grondstoffen, zoals organische reststromen afkomstig uit sectoren zoals landbouw en waterzuivering, voorkomt concurrentie met de voedselketen. Daarnaast zijn ook hernieuwbare brandstoffen potentiële concurrenten voor deze grondstoffen.

Opschaling van proeffabriek naar commerciële productie geeft voor veel van de biopolymeren aanzienlijke uitdagingen. Daarom zijn er wereldwijd slechts enkele fabrikanten die bioplastics op de markt brengen. Sommige biogebaseerde plastics, zoals PLA (polymelkzuren) en bio-PE uit maïszetmeel of suikerriet, zijn momenteel redelijk goed beschikbaar in Nederland. Daarentegen zijn andere bioplastics, zoals PHA (polyhydroxyalkanoaten), PEF (polyethylene furanoaten) en bio-PP uit suikers en plantaardige oliën, nog maar beperkt commercieel beschikbaar en nog volop in ontwikkeling. Het is daarom aan te bevelen om te kijken naar de uitwisselbaarheid van het huidige polymeer dat gebruikt wordt, met een goed beschikbare bio-alternatief.

 

Wetgeving

Met alleen recycling en hergebruik lukt het niet om de kunststofmarkt klimaatneutraal te krijgen in 2050 en fossiele grondstoffen te vervangen. Vooruitlopend op EU-wetgeving heeft het kabinet eind april 2023 besloten per 2027 een nationale verplichting voor plasticproducenten in te voeren om de toepassing van gerecycled plastic of biogebaseerd plastic te stimuleren. Het voornemen is om de verplichting te laten oplopen naar 25%-30% plastic recyclaat of biogebaseerd plastic in 2030. Op dit moment is het aandeel biobased op de Europese markt ongeveer 1%.

Het gehalte biogebaseerd in een kunststof kan worden gemeten volgens de Europese normen EN16640 en EN16785. Dit kan worden gecertificeerd, bijvoorbeeld via TÜV (het OK biobased certificaat) en NEN (biobased content).

 

 

Materiaaleigenschappen

Hoewel bio-PE en bio-PP identieke materiaaleigenschappen hebben als hun fossiele tegenhangers, hebben andere biogebaseerde plastics specifieke materiaaleigenschappen die van invloed zijn op hun toepassingsmogelijkheden. PLA, bijvoorbeeld, heeft goede stijfheid en thermische stabiliteit, maar kan bros zijn en gevoelig zijn voor vocht. PEF biedt uitstekende barrière-eigenschappen, terwijl PHA verschillende eigenschappen kan hebben, afhankelijk van het type en de productiemethode. Het begrijpen en beheersen van deze materiaaleigenschappen is essentieel om ervoor te zorgen dat biogebaseerde plastics geschikt zijn voor de beoogde toepassingen en voldoen aan de vereiste specificaties.

 

Recycling

In tegenstelling tot bijvoorbeeld bio-PE en bio-PET, kunnen bioafbreekbare kunststoffen als PLA en PHA niet altijd goed met bestaande recyclingstromen van traditionele plastics gemengd worden. Dat komt door de andere materiaaleigenschappen en omdat deze plastics ook bioafbreekbaar zijn. Deze incompatibiliteit kan de recycling van de totale plasticstroom verstoren. Volgens Milieu Centraal dient bioafbreekbaar plastic daarom bij het restafval te worden weggegooid met een tarief Afvalbeheerbijdrage Verpakkingen van € 1,05/kg in 2023.

Bovendien is het, door het kleine marktaandeel, op dit moment nog niet rendabel om biogebaseerde kunststoffen te scheiden en sorteren van andere plastics in het afval. CE Delft schat dat PLA, met een huidige marktaandeel van 0,1-0,5%, pas bij een aandeel van 10% in de verpakkingsmarkt voor sorteerders en recyclers economisch aantrekkelijk is te recyclen.

 

Van uitdagingen naar innovatie

Ondanks deze uitdagingen blijven biogebaseerde kunststoffen ontwikkelen en groeien als een duurzaam alternatief. Het is belangrijk voor producenten, gebruikers en beleidsmakers om samen te werken aan het stimuleren van de beschikbaarheid van biomassa, het ontwikkelen van passende wet- en regelgeving en het bevorderen van onderzoek en ontwikkeling om de eigenschappen en prestaties van biobased plastics verder te verbeteren. Op deze manier kunnen we  samen de transitie naar een duurzamere en circulaire economie versnellen.

 

Wilt u werken met biogebaseerde kunststoffen om te komen tot een duurzamere en circulaire economie?  Maar loopt u daarin tegen één van de genoemde of andere uitdagingen aan? Wij pakken de uitdagingen graag samen met u op! Onze  materiaal- en verwerkingsdeskundigen van Polymer Science park helpen u verder met kennis, test- en prototypefaciliteiten en een prachtig netwerk.  Neem daarvoor vrijblijvend contact op.

Martijn Oversteegen, 19 juni 2023