Beth os gellid compostio cyfansoddion polymer wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr (GFRP) ar ddiwedd eu hoes ddefnyddiol, yn ychwanegol at y degawdau o fanteision profedig o leihau pwysau, cryfder ac anystwythder, ymwrthedd cyrydiad a gwydnwch? Dyna, yn gryno, yw apêl technoleg ABM Composite.
Gwydr bioactif, ffibrau cryfder uchel
Wedi'i sefydlu yn 2014, mae Arctic Biomaterials 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 Composite, yn ei ddisgrifio fel “fformiwleiddiad arbennig a ddatblygwyd yn y 1960au sy'n caniatáu gwydr i fod yn ddiraddiol o dan amodau ffisiolegol. Pan gaiff ei gyflwyno i'r corff, mae'r gwydr yn torri i lawr i'w halwynau mwynol cyfansoddol, gan ryddhau sodiwm, magnesiwm, ffosffadau, ac ati, gan greu cyflwr sy'n ysgogi twf esgyrn. ”
“Mae ganddo briodweddau tebyg iffibr gwydr di-alcali (E-wydr).” Dywedodd Rosling, “Ond mae’r gwydr bioactif hwn yn anodd ei weithgynhyrchu a’i dynnu i mewn i ffibrau, a hyd yn hyn dim ond fel powdr neu bwti y mae wedi’i ddefnyddio. Hyd y gwyddom, ABM Composite 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 y 1980au. Mae Rosling yn disgrifio, “Cafodd un o’r mewnblaniadau masnachol cyntaf a wnaed gyda’r deunyddiau hyn ei gynhyrchu yn Tampere, a dyna sut y cafodd ABM Composite ei ddechrau! sef ein huned fusnes meddygol bellach”.
“Mae yna lawer o bolymerau bioddiraddadwy, bioamsugnol ar gyfer mewnblaniadau.” Mae'n parhau, “ond mae eu priodweddau mecanyddol ymhell o fod yn 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 gradd feddygol ArcBiox gydag 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 hatgyfnerthu, tra hefyd yn bioamsugnadwy ac yn hyrwyddo ffurfio a thwf esgyrn. Mae ABM Composite 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 gwan posibl.
Cymwysiadau cartref a thechnegol
Gyda'i huned busnes meddygol cynyddol, mae ABM Composite 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 petrolewm.” Dywedodd Rosling, “Ond gallwn atgyfnerthu’r deunyddiau hyn gyda’n ffibrau gwydr bioddiraddadwy, gan eu gwneud bron yn ddewis amgen da i blastigau masnachol sy’n seiliedig ar ffosil ar gyfer ystod eang o gymwysiadau technegol”.
O ganlyniad, mae ABM Composite wedi cynyddu ei uned fusnes dechnegol, sydd bellach yn cyflogi 60 o bobl. “Rydym yn cynnig atebion diwedd oes mwy cynaliadwy (EOL).” Dywed Rosling, “Ein cynnig gwerth yw rhoi’r cyfansoddion bioddiraddadwy hyn mewn gweithrediadau compostio diwydiannol lle maen nhw’n troi’n bridd.” Mae E-wydr traddodiadol yn anadweithiol ac ni fydd yn diraddio yn y cyfleusterau compostio hyn.
Cyfansoddion Ffibr ArcBiox
Mae ABM Composite wedi datblygu gwahanol fathau o ffibrau gwydr ArcBiox X4/5 ar gyfer cymwysiadau cyfansawdd, offibrau toriad byra chyfansoddion mowldio chwistrellu 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 cyffredinol a graddau ArcBiox 5 a gymeradwywyd i'w defnyddio mewn cymwysiadau cyswllt bwyd.
Mae ABM Composite hefyd wedi ymchwilio i amrywiaeth o bolymerau bioddiraddadwy a bio-seiliedig gan gynnwys Asid Polylactic (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 safonol wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr fel polypropylen (PP) a hyd yn oed polyamid 6 (PA6).
Mae ABM Composite hefyd wedi ymchwilio i amrywiaeth o bolymerau bioddiraddadwy a bio-seiliedig, gan gynnwys Asid Polylactic (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 safonol wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr fel polypropylen (PP) a hyd yn oed polyamid 6 (PA6).
Gwydnwch & Compostability
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 priodweddau yn diraddio dros amser, ni fydd mor amlwg.” Meddai Rosling, “Er mwyn diraddio’n effeithiol, mae angen tymheredd a lleithder uchel dros gyfnodau hir o amser, fel sydd i’w gael yn vivo neu mewn pentyrrau compost diwydiannol. Er enghraifft, gwnaethom brofi cwpanau a phowlenni a wnaed o'n deunydd ArcBiox BSGF, a gallent wrthsefyll hyd at 200 o gylchoedd golchi llestri heb golli ymarferoldeb. Mae rhywfaint o ddirywiad yn y priodweddau mecanyddol, ond nid i'r pwynt lle mae'r cwpanau'n anniogel i'w defnyddio”.
Fodd bynnag, pan fydd y cyfansoddion hyn yn cael eu gwaredu ar ddiwedd eu hoes ddefnyddiol, mae'n bwysig eu bod yn bodloni'r gofynion safonol sydd eu hangen ar gyfer compostio, ac mae ABM Composite wedi cynnal cyfres o brofion i brofi ei fod yn bodloni'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”. Meddai Rosling, “Mae dadelfeniad yn golygu gosod y sampl/cynnyrch 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 mynd trwy ridyll 2 mm × 2 mm”.
Mae bioddiraddio yn cael ei bennu trwy falu'r deunydd crai yn bowdr a mesur cyfanswm y CO2 a ryddhawyd ar ôl 90 diwrnod. Mae hwn yn asesu faint o gynnwys carbon y broses gompostio sy'n cael ei drawsnewid yn ddŵr, biomas a CO2. “I basio’r prawf compostio diwydiannol, rhaid cyflawni 90 y cant o’r 100 y cant o CO2 damcaniaethol o’r broses gompostio (yn seiliedig ar gynnwys carbon)”.
Dywed Rosling fod ABM Composite wedi bodloni'r gofynion dadelfennu a bioddiraddio, ac mae profion wedi dangos bod ychwanegu ei ffibr gwydr X4 mewn gwirionedd yn gwella bioddiraddadwyedd (gweler y tabl uchod), sef dim ond 78% ar gyfer cyfuniad PLA heb ei atgyfnerthu, er enghraifft. Mae’n esbonio, “Fodd bynnag, pan ychwanegwyd ein ffibrau gwydr bioddiraddadwy 30%, cynyddodd bioddiraddio i 94%, tra bod y cyfraddau diraddio yn parhau’n dda”.
O ganlyniad, mae ABM Composite wedi dangos y gellir ardystio ei ddeunyddiau fel rhai y gellir eu compostio yn unol ag EN 13432. Mae profion y mae ei ddeunyddiau wedi'u pasio hyd yma yn cynnwys ISO 14855-1 ar gyfer bioddiraddadwyedd aerobig terfynol deunyddiau o dan amodau compostio rheoledig, ISO 16929 ar gyfer aerobig dadelfeniad rheoledig, ISO DIN EN 13432 ar gyfer gofynion cemegol, ac OECD 208 ar gyfer profi ffytowenwyndra, ISO DIN EN 13432.
CO2 yn cael ei ryddhau yn ystod compostio
Yn ystod compostio, mae CO2 yn wir yn cael ei ryddhau, ond mae rhywfaint yn aros yn y pridd ac yna'n cael ei ddefnyddio gan blanhigion. Mae compostio wedi cael ei astudio ers degawdau, fel proses ddiwydiannol ac fel proses ôl-gompostio sy'n rhyddhau llai o CO2 na dewisiadau gwaredu gwastraff eraill, ac mae compostio yn dal i gael ei ystyried yn broses sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd ac yn lleihau ôl troed carbon.
Mae ecowenwyndra yn golygu profi'r biomas a gynhyrchir yn ystod y broses gompostio a'r planhigion a dyfir gyda'r biomas hwn. “Mae hyn er mwyn gwneud yn siŵr nad yw compostio’r cynhyrchion hyn yn niweidio’r planhigion sy’n tyfu.” Meddai Rosling. Yn ogystal, mae ABM Composite wedi dangos bod ei ddeunyddiau yn bodloni'r gofynion bioddiraddio o dan amodau compostio cartref, sydd hefyd yn gofyn am fioddiraddio 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 petrolewm mewn cynwysyddion cosmetig ac eitemau cartref mawr. Yn fwy diweddar, mae ein deunyddiau wedi'u dewis i'w defnyddio wrth weithgynhyrchu cydrannau mewn gosodiadau peiriannau diwydiannol mawr y mae angen eu disodli bob 2-12 wythnos. Mae'r cwmnïau hyn wedi cydnabod, trwy ddefnyddio ein hatgyfnerthiad ffibr gwydr X4, y gellir gwneud y rhannau mecanyddol hyn gyda'r ymwrthedd gwisgo gofynnol a hefyd gellir eu compostio ar ôl eu defnyddio. Mae hwn yn ateb deniadol ar gyfer y dyfodol agos wrth i'r cwmnïau hyn wynebu'r her o gwrdd â rheoliadau amgylcheddol ac allyriadau 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 PA neu PP bio-seiliedig ond nad yw'n fioddiraddadwy a deunyddiau thermoset anadweithiol”.
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 Composite yn mynd ar drywydd nifer o gyfleoedd i ehangu cymwysiadau a hwyluso ramp hyd at 20,000 tunnell y flwyddyn wrth i'r galw gynyddu, a allai hefyd helpu i leihau costau. Serch hynny, dywed Rosling nad yw'r costau sy'n gysylltiedig â bodloni gofynion cynaliadwyedd a 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 esbonio, “Mae yna lawer o gymhellion i wthio technolegau ailgylchu yn eu blaenau, mae angen i’r byd symud yn gyflymach ar hyn ac rwy’n meddwl mai dim ond yn y dyfodol y bydd cymdeithas yn cynyddu ei hymgyrch am gynhyrchion bio-seiliedig”.
ACT a Mantais Cynaladwyedd
Dywed Rosling fod deunyddiau ABM Composite yn lleihau allyriadau nwyon tŷ gwydr a'r defnydd o ynni anadnewyddadwy 50-60 y cant y cilogram. “Rydym yn defnyddio Cronfa Ddata Ôl Troed Amgylcheddol 2.0, y set ddata GaBi achrededig, a chyfrifiadau LCA (Dadansoddiad Cylch Bywyd) ar gyfer ein cynnyrch 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 bywyd, mae angen llawer o ynni i losgi neu byrolysu gwastraff cyfansawdd a chynhyrchion EOL, ac mae rhwygo a chompostio yn opsiwn deniadol, ac mae'n bendant yn un o'r cynigion gwerth allweddol rydyn ni'n eu cynnig, ac rydym yn darparu math newydd o ddeunydd ailgylchu.” 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 anddiraddadwy ar ôl eu llosgi a'u defnyddio fel gwrtaith? Mae hwn yn opsiwn ailgylchu o ddiddordeb byd-eang go iawn”.
Mae Shanghai Orisen New Material Technology Co, Ltd
M: +86 18683776368 (hefyd WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Cyfeiriad: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Amser postio: Mai-27-2024