E se i composti di polimeru rinfurzatu di fibra di vetru (GFRP) puderanu esse composti à a fine di a so vita utile, in più di i decennii di benefici pruvati di riduzzione di pesu, forza è rigidità, resistenza à a corrosione è durabilità? Questu, in poche parole, hè l'appellu di a tecnulugia ABM Composite.
Vetru bioattivu, fibre d'alta resistenza
Fundatu in u 2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finlandia) hà sviluppatu una fibra di vetru biodegradabile fatta da u cosiddettu vetru bioattivu, chì Ari Rosling, direttore R&D di ABM Composite, descrive cum'è "una formulazione speciale sviluppata in l'anni 1960 chì permette à u vetru di esse degradate in cundizioni fisiologiche. Quandu hè introduttu in u corpu, u vetru si rompe in i so sali minerali custituenti, liberendu sodiu, magnesiu, fosfati, etc., creendu cusì una cundizione chì stimula a crescita di l'osse.
"Hè pruprietà simili àfibre de verre sans alcali (E-glass)." Rosling hà dettu: "Ma stu vetru bioattivu hè difficiule di fabricà è di disegnà in fibre, è finu à avà hè statu solu utilizatu cum'è polvera o putty. Quantu sapemu, ABM Composite hè stata a prima cumpagnia à fà fibre di vetru d'alta resistenza da ellu à una scala industriale, è avemu avà aduprà sti fibre di vetru ArcBiox X4/5 per rinfurzà diversi tipi di plastica, cumpresi polimeri biodegradabili ".
Implanti medichi
A regione di Tampere, à duie ore à nordu di Helsinki, in Finlandia, hè stata un centru di polimeri biodegradabili bio-basati per applicazioni mediche dapoi l'anni 1980. Rosling descrive: "Unu di i primi implanti commerciali dispunibili fatti cù questi materiali hè statu pruduttu in Tampere, è hè cusì chì ABM Composite hà iniziatu! chì hè avà a nostra unità di cummerciale medica ".
"Ci sò parechji polimeri biodegradabili è bioassorbabili per l'implanti". Cuntinueghja, "ma e so proprietà meccaniche sò luntanu da l'ossu naturali. Avemu pussutu rinfurzà questi polimeri biodegradabili per dà à l'implantazione a listessa forza di l'ossu naturali ". Rosling hà nutatu chì e fibre di vetru ArcBiox di qualità medica cù l'aghjunzione di ABM ponu migliurà e proprietà meccaniche di polimeri PLLA biodegradabili da 200% à 500%.
In u risultatu, l'implanti di ABM Composite offre un rendimentu più altu ch'è l'implanti fatti cù polimeri non rinfurzati, è ancu esse bioassorbibile è prumove a furmazione è a crescita di l'osse. ABM Composite utilizza ancu e tecniche di piazzamentu di fibre / filamenti automatizati per assicurà l'orientazione ottimale di e fibre, cumprese fibre di posa in tutta a lunghezza di l'implant, è ancu di mette fibre supplementari in punti potenzalmentu debule.
Applicazioni domestiche è tecniche
Cù a so unità di cummerciale medica in crescita, ABM Composite ricunnosce chì i polimeri bio-basati è biodegradabili ponu ancu esse aduprati per utensili di cucina, cutelleria è altri articuli di casa. "Questi polimeri biodegradabili sò tipicamente poveri proprietà meccaniche paragunate à i plastichi basati in petroliu". Rosling hà dettu: "Ma pudemu rinfurzà questi materiali cù e nostre fibre di vetru biodegradabili, chì li facenu virtualmente una bona alternativa à i plastichi cummirciali basati in fossili per una larga gamma di applicazioni tecniche".
In u risultatu, ABM Composite hà aumentatu a so unità tecnica di cummerciale, chì avà impiega 60 persone. "Offremu suluzioni di fine di vita (EOL) più sustenibili". Rosling dice: "A nostra pruposta di valore hè di mette questi composti biodegradabili in operazioni di compostu industriale induve si trasformanu in terra". E-glass tradiziunale hè inerte è ùn degrade micca in questi impianti di composting.
ArcBiox Fibre Composites
ABM Composite hà sviluppatu diverse forme di fibre di vetru ArcBiox X4/5 per applicazioni composite, dafibre di shortcute cumposti di stampatura à iniezione àfibre continueper processi cum'è u tessili è a pultrusione. A gamma ArcBiox BSGF combina fibre di vetru biodegradabili cù resine di poliester bio-basate è hè dispunibule in i gradi di tecnulugia generale è i gradi ArcBiox 5 appruvati per l'usu in applicazioni di cuntattu alimentari.
ABM Composite hà ancu studiatu una varietà di polimeri biodegradabili è bio-basati cumpresi l'acidu polilatticu (PLA), PLLA è u succinate di polibutilene (PBS). U diagramma sottu mostra cumu e fibre di vetru X4 / 5 ponu migliurà a prestazione per cumpete cù polimeri standard rinfurzati cù fibra di vetru cum'è u polipropilene (PP) è ancu a poliamida 6 (PA6).
ABM Composite hà ancu studiatu una varietà di polimeri biodegradabili è bio-basati, cumprese l'Acidu Polilatticu (PLA), PLLA è Polybutylene Succinate (PBS). U diagramma sottu mostra cumu e fibre di vetru X4 / 5 ponu migliurà a prestazione per cumpete cù polimeri standard rinfurzati cù fibra di vetru cum'è u polipropilene (PP) è ancu a poliamida 6 (PA6).
Durabilità è compostabilità
Sì sti cumposti sò biodegradabili, quantu durà? "A nostra fibra di vetru X4/5 ùn si dissolve micca in cinque minuti o in a notte cum'è u zuccheru, è mentre chì e so proprietà si degraderanu cù u tempu, ùn serà micca cusì notevuli". Dice Rosling, "Per degradà in modu efficace, avemu bisognu di temperature elevate è umidità per longu periodi di tempu, cum'è si trova in vivo o in pile di compost industriale. Per esempiu, avemu pruvatu tazzi è ciotole fatte da u nostru materiale ArcBiox BSGF, è puderanu sustene finu à 200 cicli di lavaggio senza perde a funziunalità. Ci hè una certa degradazione di e proprietà meccaniche, ma micca finu à u puntu chì i tazzi ùn sò micca sicuri d'utilizà ".
Tuttavia, hè impurtante chì quandu sti cumposti sò disposti à a fine di a so vita utile, rispondenu à i requisiti standard necessarii per u compostu, è ABM Composite hà realizatu una seria di teste per pruvà chì risponde à questi standard. "Secunnu i standard ISO (per u compostu industriale), a biodegradazione deve esse in 6 mesi è a decomposizione in 3 mesi / 90 ghjorni". Rosling dice: "A decomposizione significa mette a mostra / pruduttu di prova in a biomassa o compost. dopu à 90 ghjorni, u tecnicu esamineghja a biomassa cù un sieve. dopu à 12 simane, almenu u 90 per centu di u pruduttu deve esse capaci di passà per un tagliu di 2 mm × 2 mm ".
A biodegradazione hè determinata da a macinazione di u materiale vergine in un polveru è a misurazione di a quantità totale di CO2 liberata dopu à 90 ghjorni. Questu valute quantu di u cuntenutu di carbone di u prucessu di compostu hè cunvertitu in acqua, biomassa è CO2. "Per passà a prova di compostu industriale, u 90 per centu di u 100 per centu teoricu CO2 da u prucessu di compostu deve esse rializatu (basatu nantu à u cuntenutu di carbone)".
Rosling dici chì ABM Composite hà scontru i requisiti di descomposizione è di biodegradazione, è e teste anu dimustratu chì l'aghjunzione di a so fibra di vetru X4 in realtà migliurà a biodegradabilità (vede a tavola sopra), chì hè solu 78% per una mistura PLA senza rinforzu, per esempiu. Spiega, "Tuttavia, quandu i nostri 30% di fibre di vetru biodegradabili sò stati aghjuntu, a biodegradazione hè aumentata à u 94%, mentre chì i tassi di degradazione sò stati boni".
In u risultatu, ABM Composite hà dimustratu chì i so materiali ponu esse certificati cum'è compostable secondu a EN 13432. I testi chì i so materiali anu passatu finu à a data includenu ISO 14855-1 per a biodegradabilità aerobica finale di i materiali in cundizioni di compostu cuntrullati, ISO 16929 per aerobic. descomposizione cuntrullata, ISO DIN EN 13432 per i requisiti chimichi, è OCDE 208 per a fitotossicità test, ISO DIN EN 13432.
CO2 liberatu durante u compostu
Durante u compostu, u CO2 hè daveru liberatu, ma alcuni ferma in u tarrenu è hè allora utilizatu da e piante. U compostu hè statu studiatu per decennii, sia cum'è un prucessu industriale sia cum'è un prucessu post-compostaghju chì libera menu CO2 cà l'altri alternative di eliminazione di i rifiuti, è u compostu hè sempre cunsideratu un prucessu di riduzzione di l'impronta di carbonu è amichevule à l'ambiente.
L'ecotossicità implica a prova di a biomassa prodotta durante u prucessu di compostu è di e piante cultivate cù questa biomassa. "Questu hè per assicurà chì u compostu di questi prudutti ùn dannu micca e piante in crescita". Rosling hà dettu. Inoltre, ABM Composite hà dimustratu chì i so materiali rispondenu à i bisogni di biodegradazione in e cundizioni di compostu in casa, chì necessitanu ancu di biodegradazione di 90%, ma nantu à un periudu di 12 mesi, paragunatu à un periodu più cortu per u compostu industriale.
Applicazioni industriali, pruduzzione, costi è crescita futura
I materiali di ABM Composite sò usati in una quantità di applicazioni cummirciali, ma più ùn ponu esse revelati per via di accordi di cunfidenziale. "Ordinemu i nostri materiali per adattà à l'applicazioni cum'è tazzi, piatti, piatti, posate è cuntenituri di almacenamentu di l'alimentariu", dice Rosling, "ma sò ancu usati com'è alternativa à i plastichi basati in petroliu in cuntenituri cosmetichi è grande articuli di casa. Più recentemente, i nostri materiali sò stati selezziunati per l'usu in a fabricazione di cumpunenti in grandi installazioni di machini industriali chì anu da esse rimpiazzati ogni 2-12 settimane. Queste cumpagnie anu ricunnisciutu chì utilizendu u nostru rinforzu di fibra di vetru X4, queste parti meccaniche ponu esse fatte cù a resistenza à l'usura necessaria è sò ancu compostable dopu l'usu. Questa hè una suluzione attrattiva per u futuru vicinu, postu chì queste cumpagnie affrontanu a sfida di scuntrà novi regulamenti ambientali è emissioni di CO2 ".
Rosling hà aghjustatu: "Ci hè ancu un interessu crescente in l'usu di e nostre fibre cuntinue in diversi tipi di tessuti è non tessuti per fà cumpunenti strutturali per l'industria di a custruzione. Videmu ancu interessu à aduprà e nostre fibre biodegradabili cù PA o PP bio-basatu ma micca biodegradabili è materiali termoset inerte ".
Attualmente, a fibra di vetro X4 / 5 hè più caru chè l'E-glass, ma i volumi di pruduzzione sò ancu relativamente chjuchi, è ABM Composite cerca una quantità di opportunità per espansione l'applicazioni è facilità una rampa à 20 000 tunnellate / annu cum'è a dumanda cresce. chì puderia ancu aiutà à riduce i costi. Ancu cusì, Rosling dice chì, in parechji casi, i costi assuciati à scuntrà a sustenibilità è i novi requisiti regulatori ùn sò micca stati cunsiderati. Intantu, cresce l'urgenza di salvà u pianeta. "A sucetà hè digià spinta per più prudutti bio-basati". Spiega: "Ci sò assai incentivi per spinghje e tecnulugia di riciclamentu in avanti, u mondu hà bisognu di avanzà più veloce nantu à questu è pensu chì a sucietà solu aumenterà a so spinta per i prudutti bio-basati in u futuru".
LCA è Vantaggio di Sostenibilità
Rosling dice chì i materiali di ABM Composite riducenu l'emissioni di gasi di serra è l'usu di l'energia non rinnuvevule da 50-60 per centu per kilogramu. "Usemu a basa di dati di l'impronta ambientale 2.0, u set di dati accreditatu GaBi, è i calculi LCA (Life Cycle Analysis) per i nostri prudutti basati nantu à a metodulugia descritta in ISO 14040 è ISO 14044".
"Attualmente, quandu i composti ghjunghjenu à a fine di u so ciclu di vita, ci vole assai energia per incinerà o pirolisi i rifiuti compositi è i prudutti EOL, è a triturazione è u compostu hè una opzione attraente, è hè sicuramente una di e pruposte di valore chjave chì offremu, è furnimu un novu tipu di riciclabilità ". Rosling dice: "A nostra fibra di vetru hè fatta da cumpunenti minerali naturali chì sò digià prisenti in a terra. Allora perchè micca cumposti cumpunenti cumposti EOL, o dissolve fibre da cumposti non-degradable dopu à l'incinerazione è l'utilizanu cum'è fertilizante? Questa hè una opzione di riciclamentu di veru interessu globale ".
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Tempu di Post: 27-May-2024