Beth pe gallai cyfansoddion polymer wedi'i atgyfnerthu â ffibr gwydr (GFRP) gael eu compostio ar ddiwedd eu hoes ddefnyddiol, yn ychwanegol at y degawdau o fuddion profedig o leihau pwysau, cryfder a stiffrwydd, ymwrthedd cyrydiad a gwydnwch? Dyna, yn gryno, yw apêl technoleg ABM Composite.
Gwydr bioactif, ffibrau cryfder uchel
Fe'i sefydlwyd yn 2014, bod biomaterials yr Arctig OY (Tampere, y Ffindir) wedi datblygu ffibr gwydr bioddiraddadwy wedi'i wneud o wydr bioactif, fel y'i gelwir, y mae ari rosling, cyfarwyddwr Ymchwil a Datblygu yn ABM Cyfansawdd, yn disgrifio fel “fformiwleiddiad arbennig a ddatblygwyd yn y 1960au sy'n caniatáu diraddio o dan amodau ffisiolegol. Pan gaiff ei gyflwyno i'r corff, mae'r gwydr yn torri i lawr i'w halwynau mwynau cyfansoddol, gan ryddhau sodiwm, magnesiwm, ffosffadau, ac ati, gan greu cyflwr sy'n ysgogi tyfiant esgyrn. ”
“Mae ganddo eiddo tebyg iFfibr Gwydr Heb Alcali (E-Glass). ” Dywedodd Rosling, “Ond mae’r gwydr bioactif hwn yn anodd ei gynhyrchu a’i dynnu i mewn i ffibrau, a hyd yn hyn dim ond fel powdr neu bwti y mae wedi cael ei ddefnyddio. Hyd y gwyddom, ABM Cyfansawdd oedd y cwmni cyntaf i wneud ffibrau gwydr cryfder uchel ohono ar raddfa ddiwydiannol, ac rydym bellach yn defnyddio'r ffibrau gwydr Arcbiox X4/5 hyn i atgyfnerthu gwahanol fathau o blastigau, gan gynnwys polymerau bioddiraddadwy ”.
Mewnblaniadau meddygol
Mae rhanbarth Tampere, dwy awr i'r gogledd o Helsinki, y Ffindir, wedi bod yn ganolfan ar gyfer polymerau bioddiraddadwy bio-seiliedig ar gyfer cymwysiadau meddygol ers yr 1980au. Mae Rosling yn disgrifio, “Cynhyrchwyd un o’r mewnblaniadau cyntaf sydd ar gael yn fasnachol a wnaed gyda’r deunyddiau hyn yn Tampere, a dyna sut y cafodd cyfansawdd ABM ei ddechrau! sef ein huned fusnes feddygol bellach ”.
“Mae yna lawer o bolymerau bioddiraddadwy, bioabsorbable ar gyfer mewnblaniadau.” Mae'n parhau, “Ond mae eu priodweddau mecanyddol ymhell o asgwrn naturiol. Roeddem yn gallu gwella'r polymerau bioddiraddadwy hyn er mwyn rhoi'r un cryfder i'r mewnblaniad ag asgwrn naturiol ”. Nododd Rosling y gall ffibrau gwydr arcbiox gradd feddygol trwy ychwanegu ABM wella priodweddau mecanyddol polymerau PLLA bioddiraddadwy 200% i 500%.
O ganlyniad, mae mewnblaniadau ABM Composite yn cynnig perfformiad uwch na mewnblaniadau a wneir â pholymerau heb eu gorfodi, tra hefyd yn bioabsorbable ac yn hyrwyddo ffurfio a thwf esgyrn. Mae ABM Cyfansawdd hefyd yn defnyddio technegau lleoli ffibr/llinyn awtomataidd i sicrhau'r cyfeiriadedd ffibr gorau posibl, gan gynnwys gosod ffibrau ar hyd y mewnblaniad cyfan, yn ogystal â gosod ffibrau ychwanegol mewn mannau a allai fod yn wan.
Ceisiadau cartref a thechnegol
Gyda'i uned fusnes feddygol sy'n tyfu, mae ABM Cyfansawdd yn cydnabod y gellir defnyddio polymerau bio-seiliedig a bioddiraddadwy hefyd ar gyfer llestri cegin, cyllyll a ffyrc ac eitemau cartref eraill. “Yn nodweddiadol mae gan y polymerau bioddiraddadwy hyn briodweddau mecanyddol gwael o gymharu â phlastigau petroliwm.” Dywedodd Rosling, “Ond gallwn atgyfnerthu’r deunyddiau hyn gyda’n ffibrau gwydr bioddiraddadwy, gan eu gwneud bron yn ddewis arall da yn lle plastigau masnachol ffosil ar gyfer ystod eang o gymwysiadau technegol”.
O ganlyniad, mae ABM Cyfansawdd wedi cynyddu ei uned fusnes dechnegol, sydd bellach yn cyflogi 60 o bobl. “Rydym yn cynnig atebion mwy cynaliadwy diwedd oes (EOL).” Dywed Rosling, “Ein cynnig gwerth yw rhoi’r cyfansoddion bioddiraddadwy hyn mewn gweithrediadau compostio diwydiannol lle maent yn troi’n bridd.” Mae E-wydr traddodiadol yn anadweithiol ac ni fydd yn diraddio yn y cyfleusterau compostio hyn.
Cyfansoddion Ffibr Arcbiox
Mae ABM Cyfansawdd wedi datblygu gwahanol fathau o ffibrau gwydr Arcbiox x4/5 ar gyfer cymwysiadau cyfansawdd, offibrau wedi'u torri'n fyra chyfansoddion mowldio chwistrelliad iffibrau parhausar gyfer prosesau fel mowldio tecstilau a pultrusion. Mae ystod Arcbiox BSGF yn cyfuno ffibrau gwydr bioddiraddadwy â resinau polyester bio-seiliedig ac mae ar gael mewn graddau technoleg gyffredinol a graddau Arcbiox 5 wedi'u cymeradwyo i'w defnyddio mewn cymwysiadau cyswllt bwyd.
Mae ABM Cyfansawdd hefyd wedi ymchwilio i amrywiaeth o bolymerau bioddiraddadwy a bio-seiliedig gan gynnwys asid polylactig (PLA), PLLA a polybutylene succinate (PBS). Mae'r diagram isod yn dangos sut y gall ffibrau gwydr x4/5 wella perfformiad i gystadlu â pholymerau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr safonol fel polypropylen (PP) a hyd yn oed polyamid 6 (PA6).
Mae ABM Cyfansawdd hefyd wedi ymchwilio i amrywiaeth o bolymerau bioddiraddadwy a bio-seiliedig, gan gynnwys asid polylactig (PLA), PLLA a polybutylene succinate (PBS). Mae'r diagram isod yn dangos sut y gall ffibrau gwydr x4/5 wella perfformiad i gystadlu â pholymerau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr safonol fel polypropylen (PP) a hyd yn oed polyamid 6 (PA6).
Gwydnwch a chompostability
Os yw'r cyfansoddion hyn yn fioddiraddadwy, pa mor hir y byddant yn para? “Nid yw ein ffibrau gwydr x4/5 yn hydoddi mewn pum munud neu dros nos fel y mae siwgr yn ei wneud, ac er y bydd eu heiddo yn dirywio dros amser, ni fydd mor amlwg.” Meddai Rosling, “Er mwyn diraddio'n effeithiol, mae angen tymereddau a lleithder uchel arnom dros gyfnodau hir, fel y gwelir yn vivo neu mewn pentyrrau compost diwydiannol. Er enghraifft, gwnaethom brofi cwpanau a bowlenni wedi'u gwneud o'n deunydd Arcbiox BSGF, a gallent wrthsefyll hyd at 200 o gylchoedd golchi llestri heb golli ymarferoldeb. Mae rhywfaint o ddiraddiad o'r priodweddau mecanyddol, ond nid i'r pwynt lle mae'r cwpanau'n anniogel i'w defnyddio ”.
Fodd bynnag, mae'n bwysig pan fydd y cyfansoddion hyn yn cael eu gwaredu ar ddiwedd eu hoes ddefnyddiol, eu bod yn cwrdd â'r gofynion safonol sydd eu hangen ar gyfer compostio, ac mae ABM Cyfansawdd wedi cynnal cyfres o brofion i brofi ei bod yn cwrdd â'r safonau hyn. “Yn ôl safonau ISO (ar gyfer compostio diwydiannol), dylai bioddiraddio ddigwydd o fewn 6 mis a dadelfennu o fewn 3 mis/90 diwrnod”. Dywed Rosling, “Mae dadelfennu yn golygu gosod sampl/cynnyrch y prawf yn y biomas neu'r compost. Ar ôl 90 diwrnod, mae'r technegydd yn archwilio'r biomas gan ddefnyddio rhidyll. Ar ôl 12 wythnos, dylai o leiaf 90 y cant o'r cynnyrch allu pasio trwy ridyll 2 mm × 2 mm ”.
Mae bioddiraddio yn cael ei bennu trwy falu'r deunydd gwyryf i mewn i bowdr a mesur cyfanswm y CO2 a ryddhawyd ar ôl 90 diwrnod. Mae hyn yn asesu faint o gynnwys carbon y broses gompostio sy'n cael ei drawsnewid yn ddŵr, biomas a CO2. “Er mwyn pasio’r prawf compostio diwydiannol, rhaid cyflawni 90 y cant o’r CO2 damcaniaethol 100 y cant o’r broses gompostio (yn seiliedig ar gynnwys carbon)”.
Dywed Rosling fod ABM Cyfansawdd wedi cwrdd â'r gofynion dadelfennu a bioddiraddio, ac mae profion wedi dangos bod ychwanegu ei ffibr gwydr X4 yn gwella bioddiraddadwyedd mewn gwirionedd (gweler y tabl uchod), sydd ddim ond 78% ar gyfer cyfuniad PLA heb ei orfodi, er enghraifft. Mae’n egluro, ”fodd bynnag, pan ychwanegwyd ein ffibrau gwydr bioddiraddadwy 30%, cynyddodd bioddiraddio i 94%, tra bod y cyfraddau diraddio yn parhau i fod yn dda”.
As a result, ABM Composite has demonstrated that its materials can be certified as compostable according to EN 13432. Tests that its materials have passed to date include ISO 14855-1 for the final aerobic biodegradability of materials under controlled composting conditions, ISO 16929 for aerobic controlled decomposition, ISO DIN EN 13432 for chemical requirements, and OECD 208 for Profi ffytotoxicity, ISO DIN EN 13432.
CO2 wedi'i ryddhau yn ystod y compostio
Yn ystod y compostio, mae CO2 yn cael ei ryddhau yn wir, ond mae rhai yn aros yn y pridd ac yna'n cael ei ddefnyddio gan blanhigion. Astudiwyd compostio ers degawdau, fel proses ddiwydiannol ac fel proses ôl-gompostio sy'n rhyddhau llai o CO2 na dewisiadau amgen gwaredu gwastraff eraill, ac mae compostio yn dal i gael ei ystyried yn broses lleihau ôl troed sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd a charbon.
Mae ecotoxicity yn cynnwys profi'r biomas a gynhyrchir yn ystod y broses gompostio a'r planhigion a dyfir gyda'r biomas hwn. “Mae hyn er mwyn sicrhau nad yw compostio’r cynhyrchion hyn yn niweidio’r planhigion sy’n tyfu.” Meddai Rosling. Yn ogystal, mae ABM Cyfansawdd wedi dangos bod ei ddeunyddiau'n cwrdd â'r gofynion bioddiraddio o dan amodau compostio cartref, sydd hefyd yn gofyn am bioddiraddio 90%, ond dros gyfnod o 12 mis, o'i gymharu â chyfnod byrrach ar gyfer compostio diwydiannol.
Cymwysiadau diwydiannol, cynhyrchu, costau a thwf yn y dyfodol
Defnyddir deunyddiau ABM Composite mewn nifer o gymwysiadau masnachol, ond ni ellir datgelu mwy oherwydd cytundebau cyfrinachedd. “Rydyn ni'n archebu ein deunyddiau i weddu i gymwysiadau fel cwpanau, soseri, platiau, cyllyll a ffyrc a chynwysyddion storio bwyd,” meddai Rosling, “ond maen nhw hefyd yn cael eu defnyddio fel dewis arall yn lle plastigau petroliwm mewn cynwysyddion cosmetig ac eitemau cartref mawr. Yn fwy diweddar, dewiswyd ein deunyddiau i'w defnyddio wrth gynhyrchu cydrannau mewn gosodiadau peiriannau diwydiannol mawr y mae angen eu disodli bob 2-12 wythnos. Mae'r cwmnïau hyn wedi cydnabod, trwy ddefnyddio ein atgyfnerthiad ffibr gwydr X4, y gellir gwneud y rhannau mecanyddol hyn gyda'r gwrthiant gwisgo gofynnol ac y gellir eu compostio hefyd ar ôl eu defnyddio. Mae hwn yn ddatrysiad deniadol ar gyfer y dyfodol agos gan fod y cwmnïau hyn yn wynebu'r her o gwrdd â rheoliadau allyriadau amgylcheddol a CO2 newydd ”.
Ychwanegodd Rosling, “Mae diddordeb cynyddol hefyd mewn defnyddio ein ffibrau parhaus mewn gwahanol fathau o ffabrigau a nonwovens i wneud cydrannau strwythurol ar gyfer y diwydiant adeiladu. Rydym hefyd yn gweld diddordeb mewn defnyddio ein ffibrau bioddiraddadwy gyda Deunyddiau PA neu PP a PP a Thermoset anadweithiol bio-seiliedig ond nad ydynt yn fioddiraddadwy ”.
Ar hyn o bryd, mae gwydr ffibr x4/5 yn ddrytach nag e-wydr, ond mae cyfeintiau cynhyrchu hefyd yn gymharol fach, ac mae ABM Cyfansawdd yn dilyn nifer o gyfleoedd i ehangu ceisiadau a hwyluso ramp hyd at 20,000 tunnell y flwyddyn wrth i'r galw dyfu, a allai hefyd helpu i leihau costau. Er hynny, dywed Rosling nad yw'r costau sy'n gysylltiedig â chwrdd â chynaliadwyedd a gofynion rheoleiddio newydd wedi'u hystyried yn llawn mewn llawer o achosion. Yn y cyfamser, mae'r brys o achub y blaned yn tyfu. “Mae cymdeithas eisoes yn pwyso am fwy o gynhyrchion bio-seiliedig.” Mae'n egluro, “Mae yna lawer o gymhellion i wthio technolegau ailgylchu ymlaen, mae angen i'r byd symud yn gyflymach ar hyn a chredaf y bydd cymdeithas ond yn cynyddu ei gwthiad am gynhyrchion bio-seiliedig yn y dyfodol”.
LCA a Mantais Cynaliadwyedd
Dywed Rosling fod deunyddiau ABM Composite yn lleihau allyriadau nwyon tŷ gwydr ac yn defnyddio ynni anadnewyddadwy 50-60 y cant y cilogram. “Rydym yn defnyddio'r gronfa ddata ôl troed amgylcheddol 2.0, set ddata Achrededig GABI, a chyfrifiadau LCA (dadansoddiad cylch bywyd) ar gyfer ein cynhyrchion yn seiliedig ar y fethodoleg a amlinellir yn ISO 14040 ac ISO 14044 ″.
“Ar hyn o bryd, pan fydd cyfansoddion yn cyrraedd diwedd eu cylch oes, mae angen llawer o egni i losgi neu byrolyse gwastraff cyfansawdd a chynhyrchion EOL, ac mae rhwygo a chompostio yn opsiwn deniadol, ac yn bendant mae'n un o'r cynigion gwerth allweddol rydyn ni'n eu cynnig, ac rydyn ni'n darparu math newydd o ailgylchadwyedd." Dywed Rosling, “Mae ein gwydr ffibr wedi'i wneud o gydrannau mwynau naturiol sydd eisoes yn bresennol yn y pridd. Felly beth am gompostio cydrannau cyfansawdd EOL, neu doddi ffibrau o gyfansoddion na ellir eu diraddio ar ôl eu llosgi a'u defnyddio fel gwrtaith? Mae hwn yn opsiwn ailgylchu o ddiddordeb byd -eang go iawn ”.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (hefyd whatsapp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Cyfeiriad: Rhif 398 Green Road Newydd Dosbarth Songjiang Tref Xinbang, Shanghai
Amser Post: Mai-27-2024