Kleine Wezens, Grote Plannen

Elk jaar worden we steeds eerder herinnerd aan het feit dat de middelen van onze planeet eindig zijn en dat we ze steeds sneller uitputten. Earth Overshoot Day markeert de datum waarop de wereldbevolking alle hernieuwbare grondstoffen van een jaar voortijdig heeft verbruikt. In 2021 werd dit punt bereikt op 29 juli - een nieuw, tragisch record. Naast de langdurige noodzaak om het gebruik van fossiele grondstoffen te stoppen, is het ook belangrijk dat we nieuwe, regeneratieve bronnen ontdekken die kunnen worden gebruikt om aan onze groeiende vraag in alle levensgebieden te voldoen.

Verfijnde Ideeën

Wat betekent dit voor de kleefstoffenindustrie? Het merendeel van de kleefstoffen die momenteel op de markt zijn, is (nog steeds) gebaseerd op fossiele grondstoffen zoals petroleum. Jowat werkt echter al jaren onvermoeibaar aan het vinden van alternatieven en heeft met zijn Jowatherm® GROW en Jowatherm-Reaktant® GROW producten al twee series kleefstoffen gelanceerd die gedeeltelijk uit organische grondstoffen bestaan - een percentage dat nog steeds groeit. De belangrijkste basisgrondstoffen voor deze producten omvatten stoffen zoals rauw tallolie, een bijproduct van de papierindustrie. Maar met de stijgende vraag is zelfs een product als dit niet altijd beschikbaar. Daarom moeten we flexibel zijn en werken aan aanvullende potentiële bronnen, in plaats van rigide vast te houden aan één pad. Zoals Christoph Funke van de afdeling Onderzoek en Ontwikkeling van Jowat benadrukt, is dit echter makkelijker gezegd dan gedaan. "Het klopt dat Jowat al onderzoeksprojecten heeft afgerond die keken naar het gebruik van plantaardige eiwitten als basis voor nieuwe producten," zegt hij. "Als het bedrijf zich echter te veel richt op het extraheren van deze eiwitten uit erwten of soja, loopt het risico in concurrentie te komen met de voedingsmiddelenindustrie, waar dergelijke ingrediënten steeds meer worden gebruikt voor het maken van vegetarische en veganistische vleesvervangers - producten die de laatste jaren ook een enorme stijging in vraag hebben gezien." Welke routes kan Jowat in plaats daarvan verkennen? Een goedkope alternatieve die ook in grote hoeveelheden geproduceerd kan worden, zou polylactide kunnen zijn - een synthetisch polymeer gemaakt met melkzuur dat wordt gegenereerd tijdens de fermentatie van biomassa.

Restproducten uit de landbouw zijn bijzonder goed geschikt voor dit proces en zouden helpen om concurrentie met voedselproducenten te vermijden. Polylactide is een veelbelovend materiaal dat al als kunststof wordt gebruikt. Als basis voor een kleefstof vertoont het echter nog steeds structurele zwaktes, zoals Dr. Carmen Plass van de afdeling Onderzoek en Diensten van Jowat uitlegt. "Polylactiden zijn brozer dan andere kunststoffen en een kleefstof op basis van deze substantie zou niet zo hittebestendig zijn als hotmelt-kleefstoffen gemaakt van andere materialen." Daarom zou een kleefverbinding met een polylactide-gebaseerde kleefstof waarschijnlijk niet voldoen aan de hoge standaarden die Jowat en zijn gebruikers gewend zijn. "Jowat wijdt echter al veel middelen aan het onderzoeken van formuleringen en aanpassingen die de eigenschappen van een polylactide-kleefstof zouden kunnen optimaliseren," benadrukt ze. Een dergelijk product zou mogelijk kunnen worden gebruikt in de papierindustrie, evenals in de hout- en meubelindustrie, die tot de grootste markten voor Jowat-kleefstoffen behoren.

Een Nieuwe Hechtingscultuur?

Microbiële biopolyesters zoals polyhydroxybutyraat (PHB) vertegenwoordigen een andere bijzonder veelbelovende oplossing. Deze biopolymeren, die worden gevormd door bacteriën, zijn biologisch afbreekbaar. Verschillende bekende bacteriestammen, zoals pseudomonas en bacillus, kunnen deze stof produceren - sommige worden specifiek voor dit doel getraind of gekweekt, terwijl anderen worden geproduceerd door middel van genetische modificatie. Gemetaboliseerd PHB kan alleen worden geproduceerd door cellyse, waarbij het gesynthetiseerde grondmateriaal in het medium wordt vrijgegeven zodat het kan worden geëxtraheerd. Dr. Hartmut Henneken, hoofd van Onderzoek en Diensten bij Jowat, gelooft dat de mogelijkheid om deze soorten bacteriestammen te ontwikkelen nieuwe mogelijkheden opent. Er is echter een tussenfase vereist voor de vervaardiging van PHB-gebaseerde kleefstoffen die momenteel een belemmering vormt voor verdere voortgang. "Het PHB moet worden gebruikt om polyester urethaan (PEU) te maken, dat we vervolgens kunnen gebruiken om kleefstof te maken. Maar er zijn momenteel niet genoeg bedrijven die PEU in grote hoeveelheden produceren." Als gevolg hiervan zijn de beschikbare hoeveelheden niet voldoende om de vraag van een groot productiebedrijf zoals Jowat te dekken. "De beschikbaarheid van PHB verbetert echter gestaag, zodat veel nieuwe mogelijkheden zich openen voor grondstoffenproducenten."

Deze tegenslag heeft Jowat niet tegengehouden om het idee van bacteriestammen verder te onderzoeken - in een ander project heeft de kleefstofexpert Phytowelt GreenTechnologies GmbH ingehuurd om bacteriestammen te ontwikkelen die harszuren produceren door middel van genetische modificatie. Harszuren zijn een belangrijk onderdeel in veel kleefstofformuleringen. Tot nu toe heeft het echter een enorme fysieke inspanning gekost in Brazilië en China om de benodigde harsen te extraheren, en kwaliteitsfluctuaties zijn ook een probleem geweest. Een gestandaardiseerd syntheseproces met speciale bacteriën zou de werkstromen kunnen vereenvoudigen en een constant hoog kwaliteitsniveau mogelijk maken - zonder te hoeven vertrouwen op een manier om grondstoffen te verkrijgen die gemakkelijk kan worden aangetast. "We staan echter nog steeds aan het begin van deze reis," zegt Dr. Daniela Klein van Onderzoek en Diensten. "De synthetische harszuren die we tot nu toe hebben geproduceerd, zijn voldoende voor laboratoriumanalyses, maar we hebben nog een lange weg te gaan voordat we praktische tests kunnen uitvoeren." Desondanks zal Jowat SE deze inspanningen nog niet opgeven en is het bedrijf van plan om zijn ambitieuze onderzoeksdoelen consequent te blijven nastreven.

Lees andere interessante artikelen in ons klantenmagazine.