Op zoek naar de ideale verf

Muren, meubels, brillenglazen…. Bijna alles om je heen is geverfd of heeft een coating. Verf op waterbasis is daarbij steeds meer de norm, maar ook deze verf is niet geheel vrij van bestanddelen die van olie zijn gemaakt. Hanneke Siebe werkt aan een volledig duurzame verf, op basis van arabische gom.

Door Hanneke Siebe

Verf is overal

Als je om je heen kijkt, is de kans groot dat je iets ziet dat geverfd of gecoated is. Muren, vloeren, het oppervlak van je bureau, de glazen van je bril… Veel voorwerpen hebben een verf- of coatinglaagje, om ze te beschermen tegen corrosie en slijtage en/of om ze er mooi uit te laten zien. Doordat de coating beschermend is, draagt het bij aan de levensduur van producten. Het liefst gebruiken we een verf op waterbasis, omdat die snel droogt, minder sterk ruikt en water een oplosmiddel is dat niet schadelijk is voor je gezondheid. Het grootste nadeel van deze verf is dat het ingrediënten bevat die gewonnen worden uit fossiele olie. En fossiele olie is een van de grondstoffen waar we niet langer gebruik van willen maken, om verschillende redenen, zoals dat het niet hernieuwbaar is. Helaas is er op dit moment nog geen goed commercieel volledig duurzaam alternatief voor de bestaande watergedragen verf.

Samen op zoek

In mijn PhD onderzoek werk ik samen met verschillende bedrijven en universiteiten in het ARC-CBBC consortium. Eén van de onderwerpen waaraan dit consortium werkt is de coatings op waterbasis. Mijn onderzoek is gericht op watergedragen verf en dan specifiek het maken van een nieuw soort plantaardige verf op waterbasis. Ik overleg regelmatig met bedrijven zoals AkzoNobel en onderzoekers van andere onderzoeksgroepen om kennis uit te wisselen.

Wat is verf?

Om een nieuwe verf te ontwikkelen, is het belangrijk eerst te weten wat verf is. Verf in zijn huidige vorm bestaat voornamelijk uit drie onderdelen: het oplosmiddel, de kleurstoffen of pigmenten, en het bindmiddel. Vooral het bindmiddel is erg belangrijk. Dit zorgt ervoor dat de pigmenten goed mengen met het oplosmiddel als de verf vloeibaar is en dat de kleurstoffen goed hechten aan het oppervlak als de verf aangebracht is. Juist deze belangrijke component, het bindmiddel, wordt in watergedragen verf gemaakt van niet-hernieuwbare grondstoffen. Dit is de component waar ik me in mijn onderzoek vooral op richt.

Arabische gom

In mijn project maak ik een nieuw soort verf op waterbasis, met plantaardige grondstoffen. We gebruiken arabische gom als bindmiddel. Arabische gom wordt gewonnen uit twee soorten acaciabomen en is een hernieuwbare grondstof die erg goed oplost in water. Het is veilig om te gebruiken en is zelfs eetbaar: het wordt gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie als ingrediënt in kauwgom, drop en ijs. Ook als bindmiddel voor kleur is het gebruik van arabische gom al bekend. De Egyptenaren en Romeinen gebruikten het vroeger voor het maken van inkt en tegenwoordig is het een belangrijk ingrediënt in plakkaat- en aquarelverf. Wat is dan nieuw aan de verf die ik wil maken?

Extra eigenschap: robuust opdrogen

De verf die ik wil maken heeft een extra eigenschap die de verven die nu arabische gom gebruiken, niet hebben. We willen namelijk dat de verf net zo goed werkt als bestaande commerciële verven. Die ondergaan een chemische reactie tijdens het drogen. Deze reactie zorgt voor een verandering in de eigenschappen van de verf; als de verf eenmaal droog is, lost het niet meer op in water. Dat is handig, het zorgt voor een robuustere laag die je er niet makkelijk afspoelt. Het is een eigenschap die ik ook wil toevoegen aan mijn verf: we maken een verf die gemaakt is met veilige, hernieuwbare grondstoffen die na het drogen net zo lang meegaat als de huidige commerciële verven.

Onze aanpak

Onze aanpak is als volgt: we stellen onze arabische gom bloot aan een chemisch stofje dat zijn eigenschappen een beetje verandert. De structuur wordt iets compacter en lost minder makkelijk op in water. Ik onderzoek vooral waar in de structuur van de complexe arabische gom de verandering precies plaatsvindt en of dit bij elke reactie exact hetzelfde is, of dat dit verschilt. Als we dit een industrieel proces willen maken is het belangrijk te weten dat het herhaalbaar is. Arabische gom is opgebouwd uit verschillende suikermoleculen en met een machine die lijkt op een MRI-apparaat kunnen we zien welk onderdeel verandert. We kunnen de veranderingen volgen en onderzoeken wat op moleculair niveau verantwoordelijk is voor de compactere structuur.

Een stap de toekomst in

In mijn project heb ik geleerd wat de ingrediënten van verf zijn en hoe een goede verf eruitziet. Ik heb me verdiept in het maken van een compleet nieuwe verf op basis van arabische gom. We weten nu hoe je die gom chemisch kan aanpassen en hoe de suikers waaruit ze bestaat veranderen. We zien dat de verandering in de structuur zorgt voor een compactere arabische gom die beter bestand is tegen water. Op dit moment zijn de eigenschappen van de verf die wij maken nog niet hetzelfde als die van een commerciële verf. Maar we zijn op de goede weg, want we weten nu meer over hoe arabische gom zich gedraagt. Dit onderzoek vormt een goede basis voor verdere stappen in deze richting.

^{Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met MindMint.}

Meer informatie

Hanneke Siebe