Plastic is een van van de materialen die de twintigste eeuw karakteriseert. Het lijkt wel of alles ervan wordt gemaakt. Je komt het overal tegen, in positieve en negatieve zin (de plasticsoep). Maar hoe normaal het nu ook is, plastic (kunststof) is nog niet eens zo ontzettend oud. En wat mij vooral verbaasde is dat we vrij goed aan kunnen wijzen wie er voor het eerst plastic gemaakt heeft.

Zijn doel: geld verdienen

Misschien wel de eerste vorm van plastic is namelijk bakeliet, rond 1900 ontwikkeld door Leo Baekeland, een Belgische chemicus in Amerika. Je kent het misschien wel van oude telefoons

Telefoon van bakeliet

Het patent komt uit 1907 en Baekeland had direct in de gaten dat hij iets belangrijks in handen had. Hij noemde het “The Material of A Thousand Uses”. Baekeland was sowieso een echte uitvinder. Voordat hij bakeliet ontwikkelde had hij al flink wat centen verdiend met het uitvinden van een fotopapier dat hij vervolgens aan Kodak heeft verkocht.

Zijn strategie voor innovatie: zoeken naar een gebied met “the best chance for the quickest possible results”. Oftewel, waar kan ik zo snel mogelijk resultaat boeken. En zijn doel was ook duidelijk: “asked why he entered the field of [plastics], Baekeland answered that his intention was to make money.”

Voordat er plastic was

Als je vóór de uitvinding van plastics iets nodig had dat sterk maar toch elastisch/buigbaar was, dan werden er vaak materialen gebruikt als natuurlijke gom of vezels van planten. Die waren vervormbaar zonder te breken en sprongen na verbuigen vaak weer terug naar hun oorspronkelijke vorm. Ook hardere materialen als lak (schellak) had dit soort eigenschappen en waren daarom soms handiger dan metaal. Ze waren hard maar gingen niet snel stuk.

Een ander voordeel is dat ze geen elektriciteit geleiden, waardoor je gom bijvoorbeeld kunt gebruiken om stroomkabels af te schermen. Dat is een van de redenen waarom dieren zo graag aan oude kabels knaagden: die materialen zijn plantaardig en gewoon eetbaar.

Tussen 1800 en 1900 begon men te vermoeden dat deze materialen al die handige eigenschappen hadden omdat het allemaal polymeren waren.

Wat is een polymeer?

Kort gezegd is een polymeer een schakeling van kleineren eenheden. De Griekse naam is er ook op gebaseerd: poly betekent veel en meros betekend deel. Veel delen dus. En dan aan elkaar geknoopt. In de wereld van de moleculen betekent dat dat je één molecuul neemt (het deel), en er daar heel veel van aan elkaar vast maakt. Zo heb je in planten bijvoorbeeld een suikermolecuul (glucose):

Glucose molecuul (suiker)

Daar kan je er meerdere van aan elkaar rijgen en als je dat doet dan krijg je het suikerpolymeer polysaccharide, beter bekend als zetmeel

Deel van een zetmeel molecuul

De natuur maakt heel veel gebruik van polymeren. Zo zijn levende organismen (cellen, dieren, planten) voor een groot deel opgebouwd uit polymeren, bijvoorbeeld eiwitten, DNA en suikers. De natuur had duidelijk al veel eerder ontdekt dat polymeren sterk en veerbaar zijn.

Hoe maak je een polymeer?

Als je in het lab een polymeer wilt maken, dan moet je eerst een geschikt ‘deel’ hebben. Zo’n molecuul wordt een monomeer genoemd. Het schoolvoorbeeld monomeer is etheen:

etheen molecuul

Zonder het al te chemisch te maken: je ziet dat etheen twee streepjes in het midden heeft. Dat kan je een beetje vergelijken met de armen van deze meneer

Monomeer met een strenge blik

Als je nou een hele rij van die meneren hebt

Een rij strenge monomeren

En deze meneer ervan weet te overtuigen om zijn armen te spreiden, dan krijg je een ketting:

Een polymeer!

En polymeriseren is eigenlijk niets anders dan dat. Etheen wordt poletheen:

Etheen wordt polyetheen (polyethyleen)

Het rode vakje geeft aan waar een van de oude monomeren zit.

Maar zoals je aan de strenge blik van de meneer kunt zien, wordt niet elke persoon (molecuul) even makkelijk overtuigd om een ketting te vormen. Precies datzelfde geldt voor moleculen. Sommige moleculen polymeriseren vanzelf, bij andere moet je er erg veel moeite voor doen. Beide hebben hun voor- en nadelen, het ligt aan de toepassing.

De Uitvinding

Het voor- én nadeel van de meeste polymeren is dat zodra het gevormd is, je er niks anders meer mee kunt doen. Voor de polymerisatie is alles vloeibaar, zodra de kettingen gevormd zijn zit de boel vast. Voordat Baekeland zijn bakeliet ontwikkelde waren er al andere mensen met dezelfde grondstoffen bezig geweest. Daarbij merkten ze op dat als de reactie verlopen was, ze “black guck” (zwarte troep) hadden gemaakt. Ze konden er vervolgens helemaal niets meer mee: “[we] could not crystallize this mess, nor purify it to constant composition, nor in fact do anything with it once produced”.

In plaats van dat als mogelijk voordeel te zien, gooiden ze het materiaal weg en gingen ze aan iets anders werken. Ook dat is een kenmerk van een echte uitvinder:

Uit zwarte troep het materiaal van de eeuw weten te maken.

Wil je wekelijks een e-mail update van de Hoofdwerker?

Schrijf je in op de nieuwsbrief!

Nieuwsbrief wordt beheerd via MailChimp