Hennepplastic: Wat is het en hoe wordt het gemaakt?

Elk jaar vinden er innovaties plaats op het gebied van de technologie van hennepplastic en veel bedrijven verwerken hennepplastic in hun producten. Hennep biedt een schoon alternatief voor de zeer vervuilende plastics die schadelijk zijn voor ons milieu. Er bestaan diverse soorten hennepplastic. Wij beschrijven hier kort hoe deze plastics worden geproduceerd.

Waarom is er behoefte aan een alternatief voor plastic?

Het lijdt geen twijfel dat we een grote milieucrisis doormaken die vele vormen aanneemt. De mens heeft een niet-duurzaam ontwikkelingsmodel gevolgd waarvan we nu de gevolgen ondervinden. De al merkbare klimaatveranderingen, het aanzienlijke verlies aan biodiversiteit en natuurlijk de bodemvervuiling, de luchtvervuiling en de vervuiling van de zeeën zijn enkele voorbeelden van de schade die wij aan ons milieu hebben toegebracht.

Neem bijvoorbeeld onze zeeën en oceanen, die door ons zijn omgevormd tot gigantische afvalbergen die de mariene ecosystemen bedreigen. Volgens Greenpeace wordt er per seconde meer dan 200 kilo plastic in de wereldzeeën en – oceanen gedumpt, wat per jaar neerkomt op meer dan 8 miljoen ton plasticafval.

Bovendien sterven jaarlijks meer dan 1 miljoen zeevogels en meer dan 100.000 zeezoogdieren door de schade die aan het mariene milieu wordt toegebracht door chemische afvalstoffen, plastic en olieafval. Hoewel sommige van deze afvalstoffen, die 80% van de totale zeevervuiling uitmaken, in iets meer dan zes maanden kunnen worden afgebroken en verdwijnen, duurt dit bij vele andere honderden jaren.

Intussen is plastic afval, waaronder “microplastics”, verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de lucht-, zee- en landvervuiling. Een team van wetenschappers heeft onlangs aangetoond dat deze microplastics door de lucht worden verspreid en afgelegen natuurgebieden bereiken, waarbij de concentratieniveaus vergelijkbaar zijn met die in grote steden.

Internationale regeringen en milieuorganisaties hebben al een begin gemaakt met maatregelen om deze ernstige wereldwijde ecologische bedreiging een halt toe te roepen. De doelstellingen die in de verschillende internationale overeenkomsten voor 2030 en 2050 zijn vastgesteld, lijken echter voor veel landen en regio’s nauwelijks haalbaar.

Er zijn dringend maatregelen nodig om een einde te maken aan de plasticvervuiling en wij moeten allemaal ons steentje bijdragen aan de innovatie, de mentaliteitsverandering en het respect voor het milieu. Ons leven en onze toekomst hangen hiervan af.

Hennep: Een grondstof uit het verleden keert terug

Hennep is de plant die ons kan helpen om plastic en andere materialen een nieuwe toekomst te geven. Het is een schoon, ecologisch, duurzaam en recyclebaar alternatief. Daarnaast kan hennep dienen als vervanging van de vervuilende materialen die worden gebruikt bij de productie van goederen op vele gebieden, zoals in de bouw, en voor auto’s, mode, design, sport en nog veel meer.

Hennep is echter geen nieuwe grondstof die beantwoordt aan een specifieke ecologische trend. Hennep is een grondstof die terugkeert uit het verleden om ons te helpen de toekomst te heroverwegen. Het wordt al duizenden jaren gebruikt omwille van zijn nutritionele eigenschappen en de vele voordelen voor de gezondheid. Ook heeft het gediend als grondstof voor talloze producten zoals voedsel, textiel en medicijnen.

Hennep behoort tot de gewassen die zorgen voor meer biodiversiteit in de naaste omgeving. De teelt ervan stelt ons in staat om tegen lage kosten drie grondstoffen te verkrijgen: de zaden, de vezels en de pulp. Het meeste gebruik is er altijd gemaakt van de vezels, vanwege hun uitstekende eigenschappen. De vezels van hennep zijn namelijk de meest resistente, absorberende en duurzame vezels van plantaardige oorsprong.

De toekomst van hennepplastic opnieuw uitvinden

Het wordt steeds gemakkelijker om in de verschillende sectoren producten te vinden die zijn gemaakt van plantaardige vezels, zoals vlas, kokosnoot en natuurlijk hennep. Het doel is het vervangen van de vervuilende materialen die al tientallen jaren worden geproduceerd. Zoals gezegd, kan hennep veel van deze materialen, waaronder plastic, vervangen en zo bijdragen aan een wereldwijde vermindering van de vervuiling.

Het gebruik van hennep brengt niet alleen een ecologisch voordeel met zich mee. Het verbetert ook de kwaliteit en prestaties van de producten die het bevatten. Zo wordt hennepvezel al lange tijd in plaats van glasvezel gebruikt om surfplanken te maken, omdat deze hiermee aanzienlijk lichter, flexibeler en resistenter worden en een sensationele grip en drijfvermogen krijgen.

Zo vinden er elk jaar meer en meer innovaties plaats op het gebied van de technologie van hennepplastic. Momenteel verwerken zelfs enkele van de grootste autobedrijven zoals BMW, Mercedes en Bugatti hennepplastic in hun producten. Het nieuwste model Porsche, de 718 Cayman GT4, bevat bijvoorbeeld hennepvezelpanelen van het Nederlandse bedrijf Hempflax.

Kortom, bioplastische materialen, waaronder hennep, bieden aanzienlijke voordelen voor het milieu. Omdat ze niet zijn vervaardigd uit fossiele brandstoffen, produceren ze geen kooldioxide bij het ontbinden. Bovendien zijn de meeste van deze materialen biologisch afbreekbaar. Alles wijst erop dat ze een zeer belangrijk onderdeel kunnen vormen voor het oplossen van de klimaatcrisis.

5 soorten hennepbioplastics en hoe ze worden gebruikt

1. Hennepcellulose

Cellulose is het meest voorkomende organische polymeer op aarde en vormt een integraal onderdeel van de celwanden van planten en vele algensoorten. Hoewel cellulose voornamelijk wordt gebruikt voor de productie van papier, wordt het ook gebruikt om een breed scala aan verschillende soorten plastic te maken, waaronder celluloid, cellofaan en rayon.

De eerste soorten plastic werden gemaakt van organische en niet-synthetische materialen, en cellulose was toen een belangrijk element in de ontluikende plasticindustrie. Tegenwoordig staan bioplastics weer volop in de belangstelling vanwege hun uiteenlopende voordelen voor het milieu.

2. Cellofaan, rayon en celluloid

Zowel cellofaan als rayon worden geclassificeerd als geregenereerde cellulosevezels en worden op dezelfde manier geproduceerd voor het maken van cellofaanfolie of rayonvezel.

Celluloid wordt vervaardigd door eerst nitrocellulose (cellulosenitraat) te produceren, dat wordt gemengd met kamfer, een veelgebruikte weekmaker, zodat een dichte, vaste thermoplast wordt verkregen die bij verhitting gemakkelijk kan worden gemodelleerd.

Nadat de hennepcellulose is geëxtraheerd, kan deze worden gebruikt voor het maken van cellofaan, rayon, celluloid en diverse aanverwante soorten plastic. Het is bekend dat hennep ongeveer 65-70% cellulose bevat en wordt beschouwd als een goede, veelbelovende bron, voornamelijk door de relatieve duurzaamheid en de lage impact op het milieu. Ter vergelijking: hout bevat ongeveer 40% cellulose, vlas 65-75% en katoen maar liefst 90%.

Hennep groeit sneller dan de meeste boomsoorten en heeft minder bestrijdingsmiddelen nodig dan katoen of vlas. In sommige bodems is er echter een aanzienlijke hoeveelheid kunstmest nodig en ook een relatief grote hoeveelheid water.

3. Andere producten die zijn gemaakt van hennepcellulose

Cellulose kan worden gebruikt voor de fabricage van een breed scala aan plastics en verwante materialen. Het verschil in de fysische eigenschappen is grotendeels gelegen in de lengte van de polymeerketens en de mate van kristallisatie.

Cellulose wordt op verschillende manieren gewonnen uit hennep en andere vezelgewassen. De onbewerkte pulp kan worden gehydrolyseerd, waarbij water van 50-90° C wordt toegevoegd om de bestanddelen te scheiden. Ook kan het in een zwak zure oplossing worden ondergedompeld om de kristallijne delen te scheiden van de amorfe delen, waardoor er cellulose nanokristallen worden geproduceerd.

Ook kan er extra warmte en druk op worden uitgeoefend, waardoor er een interessante variant ontstaat die bekend staat als nanocellulose. Dit is een “pseudo-plastic” dat onder normale omstandigheden lijkt op een viskeuze gel, en dat bij schudden of belasting vloeibaarder wordt.

Nanocellulose of microgefibrilleerde cellulose (MFC) kent een grote verscheidenheid aan potentiële toepassingen. Het kan worden gebruikt als een verstevigend materiaal bij kunststofverbindingen en als een sterk absorberend middel om gemorste olie of olievlekken te verwijderen. Daarnaast kan het gebruikt worden voor de fabricage van sanitaire producten en als een caloriearme stabilisator in de levensmiddelentechnologie.

Zeoform, een Australisch bedrijf, brengt een op cellulose gebaseerd plastic materiaal op de markt dat is vervaardigd met behulp van een eigen gepatenteerd proces, waaronder hennep.

Cellulosevezels worden door hun techniek omgezet in een kneedbaar materiaal met een hoge industriële sterkte, waardoor het kan worden toegepast voor een grote verscheidenheid aan producten. Dit materiaal wordt aangeprezen als 100% niet-toxisch, biologisch afbreekbaar en recyclebaar, omdat het kan worden gecomposteerd en een zeer interessante vorm van koolstofafvang en -vastlegging biedt.

4. Plastic op basis van hennep

Samengestelde plastic bestaat uit een polymeermatrix, die gebaseerd kan zijn op cellulose of op een reeks andere natuurlijke of synthetische polymeren, en uit versterkingsvezels, die op hun beurt weer van natuurlijke (en voornamelijk uit cellulose bestaande) of synthetische oorsprong kunnen zijn.

Natuurlijke polymeren zijn onder meer teer, schellak, schildpad en vele boomharsen. Natuurlijke vezels zijn onder meer jute, sisal, katoen en vlas. Traditionele anorganische vulstoffen zijn onder andere talk, mica en glasvezel.

Biocomposieten hebben doorgaans ten minste één belangrijke component van biologische oorsprong. Hoewel er 100% organische kunststoffen bestaan, bevatten de meeste enkele synthetische elementen. Meestal wordt een natuurlijke vezel gemengd met een synthetisch polymeer en vervolgens gelabeld als biocomposiet. De verschillende combinaties van natuurlijke vezels en polymeren die gebruikt kunnen worden om bioplastics te maken variëren sterk in dichtheid, treksterkte, hardheid en andere aspecten.

Deze factoren kunnen tijdens het productieproces worden gewijzigd om producten te creëren die geschikt zijn voor een breed scala aan toepassingen. Hieronder valt de fabricage van bouwmaterialen, meubels, muziekinstrumenten, boten, autopanelen, biologisch afbreekbare boodschappentassen, en in de geneeskunde, biocompatibele “ondersteunende structuren” voor de reconstructie van botweefsel.

Hennepvezels worden gebruikt als versteviging bij composietmaterialen en staan bekend om hun treksterkte, in het bijzonder de vrouwelijke plantaardige vezels. De mannelijke plantenvezels zijn fijner, zachter en vaak duurzamer, maar ze zijn ook minder resistent.

Een onderzoek uit 2003 naar composietmaterialen van natuurlijk vezelversterkt polypropyleen (PP) toonde aan dat hennep, kenaf en sisal een treksterkte hebben die vergelijkbaar is met die van traditionele glasvezelcomposieten, en dat hennep beter presteert dan zijn concurrenten op het gebied van impactweerstand.

In 2007 bleek uit een ander onderzoek naar met hennepvezels versterkte PP-composieten, in dit geval met behulp van een materiaal dat bekend staat als met maleïnezuur geënt polypropyleen (MAPP), dat de totale belasting en de mechanische eigenschappen met wel 80% waren toegenomen ten opzichte van traditionele glasvezelcomposieten.

5. Zuivere biocomposietmaterialen gemaakt van hennep

Diverse biocomposieten of biomaterialen zijn al volledig samengesteld uit organische stoffen, waaronder hennep, dat wordt gebruikt als vulmateriaal.

In een onderzoek dat in 2003 werd uitgevoerd naar de treksterkte van hennepvezels, werd aangetoond dat deze, als ze worden gealkaliseerd met verdund natriumhydroxide (NaOH) in concentraties van 4-6 %, een grotere treksterkte en hardheid vertonen als ze bij de productie van biocomposietplastics worden gecombineerd met de vloeibare polymeermatrix van de dop van de cashewnoot.

Een groep Koreaanse onderzoekers kondigde in 2007 aan dat er een biocomposiet was gecreëerd op basis van organisch polylactisch zuur (PLA, een belangrijk biologisch afbreekbaar thermoplastisch polyester), verstevigd met hennepvezels. Ook ontdekten zij dat het behandelen van hennepvezels met verdunde alkali hun treksterkte vergrootte. Biocomposietmaterialen bleken sterker en harder te zijn dan kunststoffen die alleen PLA bevatten.

In 2009 kondigde een groep onderzoekers van de Stanford University aan dat er een met hennepvezel verstevigd composiet van biopolyhydroxybutyraat (BHP) was ontwikkeld. Materialen gemaakt van hennep en BHP zijn sterk, zacht, attractief en duurzaam genoeg om te worden gebruikt voor bouw-, meubel- en vloermaterialen.

In een onderzoek in 2014 naar de ontwikkeling van volledig biologisch afbreekbare composietmaterialen met behulp van poly (butyleensuccinaat) (PBSu) als polymeermatrix en hennepvezels en hennepscheven als vulstof, bleek dat zowel de treksterkte als de slagvastheid worden beïnvloed door het soort en de hoeveelheid vulstof die wordt gebruikt. PBSu/Hempagramice verbindingen hadden een hogere biodegradatiegraad dan PBSu/Hennep vezelverbindingen.

Op weg naar een duurzame toekomst

Het is duidelijk dat er nog veel onderzoek moet worden gedaan, voordat de beste duurzame alternatieven voor van aardolie afgeleide kunststoffen worden gerealiseerd. Nieuw onderzoek neemt echter toe nu regeringen en landen over de hele wereld zich meer bewust worden van de noodzaak om het gebruik van petrochemicaliën drastisch te verminderen. En hennep wordt in toenemende mate erkend als een enorm potentieel in onze natuurlijke “toolbox” van veelbelovende gewassen voor bioplastics.

Comments

0 reacties op “Hennepplastic: Wat is het en hoe wordt het gemaakt?”

  1. Garsett Larosse

    Fantastisch!
    Wij ontwikkelen een huis op basis van kalkhennep, hennepisolatie en hennep-plastics voor de waterrecuperatie.
    Graag onderzoeken wij of er mogelijkheden zijn tot samenwerking!

    Hartelijke groet,

    Garsett Larosse
    projectleider
    TEAL Center
    http://www.delevenskunstenaar.org/teal

Laat een reactie achter

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Auteur

  • Profile-image

    Sensi Seeds

    De redactie van Sensi Seeds bestaat uit botanici, medische en juridische experts, plus gerenommeerde activisten zoals Dr. Lester Grinspoon, Micha Knodt, Robert Connell Clarke, Maurice Veldman, Sebastian Marincolo, James Burton en Seshata.
    Meer over deze auteur
Scroll naar top