DuPont’s biobased Delrin winnaar R&D Award

Delrin Renewable Attributed, een biobased versie van de kunststof Delrin van DuPont, is door R&D World uitgeroepen tot de winnaar van de R&D 100 Award 2021 in de categorie Mechanische Materialen. Je vindt Delrin onder andere in het tandwieltje in je elektrische tandenborstel, in je auto in de rode knop waarmee je de autogordel vastklikt en in het schaarmechanisme onder de toetsen van een toetsenbord.

Tekst: Igor Znidarsic

Tijdens het 58-jarig bestaan van de R&D 100 Awards van het Amerikaanse tijdschrift R&D World leverden de innovaties van DuPont alleen al de laatste tien jaar eenendertig finalisten en tien winnaars op. Daar is nu Delrin Renewable Attributed RA511CPE (en een aantal andere varianten), de biobased versie van de kunststof Delrin, aan toegevoegd. Delrin is een homopolymeer geproduceerd uit methanol, dat traditioneel wordt gemaakt uit aardgas. “Op aardgasvelden zie je daarom bijna altijd ook methanolfabrieken”, vertelt Paul Wijnands, research engineer en chemicus bij DuPont in Dordrecht. “De methanol wordt in een wereldwijd netwerk gestopt, waaruit gebruikers zoals chemiefabrieken het vervolgens kunnen betrekken.” 

DuPont maakt Delrin al sinds 1959 op basis van fossiele methanol (uit aardgas). De kunststof heeft een aantal unieke eigenschappen: hoge stijfheid en slagvastheid en een lage wrijvingscoëfficiënt waardoor er geen smeerolie nodig is voor een soepele beweegbaarheid. De combinatie van deze eigenschappen in een enkel materiaal maakt het uiterst geschikt voor toepassing in machineonderdelen als vervanging van metaal. 

Je vindt Delrin onder andere in het tandwieltje in je elektrische tandenborstel, in transportbanden in fabrieken en in het schaarmechanisme onder de toetsen van een toetsenbord. Ook zit het in je auto in de rode knop waarmee je de autogordel vastklikt en in de tandwieltjes waarmee het raam open- en dichtgeschoven wordt. “Een mooie toepassing vind je in insulinepennen”, aldus Wijnands. “Daar zitten heel kleine tandwieltjes in die ervoor zorgen dat de dosering altijd heel nauwkeurig blijft. Daar mag geen afwijking in optreden, en de eigenschappen van Delrin zorgen daarvoor.”

Omdat het productieproces complex is, vindt de productie van Delrin plaats onder strenge veiligheidseisen. “Eenmaal gepolymeriseerd tot Delrin is het product volstrekt veilig”, aldus Wijnands.

Netwerk

Delrin Renewable Attributed RA511CPE wordt gemaakt op basis van bio-methanol. Aan het methanolnetwerk wordt inmiddels ook bio-methanol toegevoegd. Het is afkomstig van bijvoorbeeld de vergisting tot biogas van landbouwafval, zoals de onbruikbare resten van suikerbieten die anders verbrand zouden worden. “Je kan het netwerk vergelijken met het elektriciteitsnetwerk”, legt Wijnands uit. “Als je groene stroom in je huis hebt is het niet zo dat er een kabeltje loopt van je huis naar een windpark op zee. Je energieleverancier koopt een bepaalde hoeveelheid gecertificeerde groene stroom in en zet dat op het net. Door je contract met die leverancier neem je daar een deel van af. Zo gaat het ook met groene methanol. Het wordt door verschillende Europese landen aan het methanolnetwerk toegevoegd en wij nemen dat af.” De bio-methanol is gecertificeerd volgens het International Sustainability & Carbon Certification (ISCC), een internationaal certificeringssysteem om de duurzaamheid en CO2-reductie te borgen voor allerlei soorten biogrondstoffen en bio-energie.

Foto: Regina

Het basispolymeer wordt geproduceerd in overeenstemming met de massabalansprincipes. Volgens het duurzaamheidsonderzoek van DuPont waarvoor een peer-reviewed cradle-to-gate Life Cycle Analysis (LCA) is gebruikt, laat het product een vermindering van de Global Warming Potential (GWP), een maat voor het broeikaseffect, tot 75 procent zien in vergelijking met Delrin op fossiele basis. De mechanische eigenschappen en prestaties zijn hetzelfde.

Elektronica

Vooralsnog wordt Delrin Renewable Attributed alleen nog in Dordrecht gemaakt. De prijs ligt hoger dan die van de klassieke variant op basis van aardgas. “Dat heeft te maken met de hogere prijs van bio-methanol, vanwege de productie op kleinere schaal dan aardgas, maar een andere belangrijke factor is de toepassing van methanol als bio-brandstof, als toevoeging aan benzine bijvoorbeeld. De vraag naar bio-methanol overstijgt het aanbod.” Desondanks is er volgens Wijnands voldoende vraag naar Delrin Renewable Attributed. “We hadden niet zoveel belangstelling verwacht. Met name klanten in de elektronica – pc’s en laptops – zijn bezig hun producten te verduurzamen, en dit product helpt hen daarbij.”

Behalve dat het product biobased is, is de Dordtse locatie inmiddels ook nagenoeg volledig overgestapt op duurzame energie. De stoom wordt sinds 2015 via een pijpleiding betrokken van de nabijgelegen HVC Afvalenergiecentrale. Daarmee nam de CO2-uitstoot met zo’n dertig procent af. Wat betreft de elektriciteit is de fabriek afgelopen jaar volledig overgestapt op groene stroom. “De Global Warming Potential van onze Delrin Renewable Attributed portfolio ligt nu onder de 1 kilogram CO2-equivalent per kilogram product. Dat is erg laag voor een hoogwaardige kunststof. En we zien opties om dat uiteindelijk naar nul te krijgen.” 


Over DuPont

DuPont in Dordrecht maakt deel uit van het wereldwijde DuPont de Nemours, een innovatieleider met op technologie gebaseerde materialen en oplossingen voor industrieën en het dagelijks leven. In Dordrecht worden verschillende kunststoffen gemaakt die gebruikt worden in onder meer auto's, medische toepassingen en dagelijkse gebruiksvoorwerpen. Er werken zo’n 250 mensen.