Onverwoestbaar: waarom sommige kunststoffen zo snel verouderen

De föhn in het vakantiehuisje plakte zo erg dat hij al verstopt zat met haar en pluisjes. In de keukenla van het appartement lag een roestvrijstalen bestekset met zwarte plastic handvatten die zelfs na het wassen nog steeds vettig aanvoelde. Dit is niet ongebruikelijk. Veel plastic voorwerpen krijgen na verloop van tijd een vreemde patina.

Een vriend had onlangs een vlek achter zijn oren – het kwam van de pootjes van zijn zonnebril. Een collega klaagde over een vettig handvat van een koffer dat ook vlekken maakte. De lijst zou gemakkelijk kunnen worden uitgebreid met soortgelijke plakkerige scharen, schroevendraaiers en pennen, kostuumsieraden, skihelmen, kabels en kleerhangers.

Chemicus Matthias Nagel van het Zwitserse Federale Laboratorium voor Materiaalkunde en -technologie (Empa) in Dübendorf kent het probleem van zijn "favoriete computermuis". Het rubberen oppervlak voelde aanvankelijk fluweelzacht aan, maar begon na verloop van tijd te plakken. Zelfs experts zoals Nagel kunnen niet met zekerheid zeggen of dergelijke problemen vermeden moeten worden. Ze kunnen echter wel verklaren hoe de vreemde laag op oude kunststof onderdelen ontstaat – en ook hoe die voorkomen kan worden.

Alle kunststoffen verouderen, maar op verschillende manieren en in verschillende snelheden. Sommige worden broos en dof, andere vettig of plakkerig. Dit hangt af van het type polymeer, de langeketenmoleculen van de kunststof en de vele additieven die in elke kunststof zitten.

Zachte kunststoffen zijn bijzonder gevoelig voor plakkerigheid, zegt Nagel: "Om ze soepel te maken, worden er relatief veel weekmakers en andere additieven toegevoegd." Dit is een belangrijke oorzaak van dit onaangename verouderingsverschijnsel. De additieven bestaan ​​meestal uit kleine moleculen. Ze worden simpelweg gemengd met de grotere kunststofmoleculen en zijn er niet chemisch aan gebonden.

Additieven en polymeren mengen vaak niet goed. Tijdens het productieproces is dit geen probleem. Na verloop van tijd scheiden de kleine weekmakers en andere additieven zich echter af van het polymeernetwerk, net zoals oliedruppels zich losmaken van water.

"Ze migreren door het plastic en hopen zich op aan het oppervlak", legt Nagel uit. Dit alleen al maakt oud plastic vettig en plakkerig. Wanneer de vrijgekomen stoffen vervolgens in contact komen met zuurstof en zonlicht, mogelijk ook met huidcrème, zweet en andere vloeistoffen of dampen, veranderen ze en worden ze nog plakkeriger.

De kleverige substanties zouden gemakkelijk te verwijderen moeten zijn. Soms is een snelle wasbeurt met afwasmiddel of allesreiniger voldoende, maar vaak is een agressievere aanpak nodig. Online forums bevelen verschillende producten aan, van sinaasappelolie tot alcohol en terpentine.

De effectiviteit en materiaalcompatibiliteit moeten altijd op een onopvallende plek worden getest. Zo zag een plakkerige föhnsteel er na het inwrijven met nagellakremover nog als nieuw uit, maar de stelen van oude scharen werden nog plakkeriger.

Sommige dingen zijn bestand tegen elke vorm van reiniging, waaronder Nagels computermuis. Een mengsel van gedenatureerde alcohol en glasreiniger verlichtte haar probleem enigszins, maar er bleef een onaangenaam gevoel achter bij aanraking.

De aanhoudende plakkerigheid, zegt de Empa-expert, kan niet alleen worden verklaard door gelekte weekmakers en andere additieven. Het is eerder een teken dat de grote plasticmoleculen geleidelijk veranderen: "Eenmaal begonnen, gaat het afbraakproces onder invloed van zuurstof en licht door tot het polymeer volledig verkruimelt." We kennen dit van oude elastiekjes.

"Zelfs natuurrubber degradeert en begint te plakken, bijvoorbeeld als het langdurig in de zon ligt", legt Markus Grob uit, hoofd van het Instituut voor Kunststoftechnologie aan de Hogeschool voor Toegepaste Wetenschappen en Kunsten Noordwest-Zwitserland in Windisch. Hij ziet de oorzaak van de plakkerigheid van oud plastic ook in zowel de afbraak van de polymeren als het uitlogen van de additieven.

Voordat Grob hoogleraar werd, werkte hij 25 jaar in de chemische industrie. Hij weet dan ook dat dit fenomeen niet alleen consumenten, maar ook fabrikanten irriteert. "In de kunststofindustrie is dit een absoluut probleem", zegt hij. Veel bedrijven in dit land doen er alles aan om te voorkomen dat hun producten aan elkaar plakken. Wie niet terugdeinst voor extra kosten, heeft die tegenwoordig onder controle.

Er zijn honderden verschillende stabilisatoren beschikbaar om polymeerdegradatie te voorkomen. Sommige beschermen tegen zuurstof, andere tegen licht, vocht of hitte. Met de juiste mix en hoeveelheid beschermende stoffen kan een kunststof zo worden ontworpen dat het de gewenste levensduur heeft.

Stabilisatoren kunnen zelfs via chemische verbindingen in de polymeren worden verankerd om uitbloeden te voorkomen. Deze methode is echter complex en duur. Tot nu toe is deze alleen gebruikt voor speciale kunststoffen, zoals die in de medische technologie.

Bij weekmakers hanteerde het onderzoek een andere aanpak. Zogenaamde hoogmoleculaire weekmakers werden ontwikkeld als alternatief voor de kleine moleculen die plastic soepel maken. Door hun grootte migreren ze niet meer door het plastic, maar ze zijn ook duurder. "Een materiaal dat langer meegaat, kost meer", vat Grob samen. Dit is meestal geen optie voor goedkope fabrikanten. Maar zelfs merkproducten maken hun beloftes niet altijd waar. De eerder genoemde föhn komt bijvoorbeeld van een traditioneel Duits bedrijf, terwijl de computermuis van Nagel van een marktleider is.

Muizen, föhns en vele andere kleverige voorwerpen functioneren technisch gezien nog steeds perfect. Dit roept de vraag op of hun voortdurende gebruik schadelijk is voor de gezondheid. Het antwoord van het Zwitserse Federale Bureau voor Volksgezondheid in Bern is vaag: "Tot op heden hebben we geen bewijs dat dergelijke verouderde materialen specifieke gezondheidsrisico's met zich meebrengen." Over het algemeen adviseren zij om de betreffende producten te vervangen. Het Duitse Federale Instituut voor Risicobeoordeling in Berlijn stelt geen kennis te hebben van de chemische samenstelling van de vettige lagen. Een gezondheidsbeoordeling is daarom niet mogelijk.

Toegegeven, gezien de enorme hoeveelheid plastics is het lastig om algemene uitspraken te doen over gezondheidsrisico's, vooral omdat de leeftijd en herkomst van de producten ook een rol spelen. Zo zijn sommige giftige weekmakers inmiddels verboden in Europa, maar ze kunnen nog steeds uit oude kabelmantels en rubberen speelgoed lekken. In landen als China worden ze in sommige gevallen nog steeds gebruikt.

Sterker nog, elk kleverig oppervlak zou chemisch geanalyseerd moeten worden om het risico betrouwbaar te kunnen beoordelen. Zulke tests zijn complex, zegt Nagel, en ze zijn tot nu toe nog niet uitgevoerd bij Empa.

Voorlopig moet iedereen zelf beslissen hoe hij met plakkerige dingen omgaat. Nagel heeft in ieder geval zijn muis gered. Omdat hij na behandeling met ontsmettingsalcohol nog steeds plakkerig was, spoot hij hem meerdere keren in met een sneldrogende blanke lak. Het ooit fluweelzachte, matte oppervlak glanst nu, maar plakt niet meer – en de muis werkt nog steeds perfect.