Kio se vitra fibro plifortigita polimero (GFRP) kunmetaĵoj povus esti kompostitaj ĉe la fino de sia utila vivo, krom la jardekoj de pruvitaj avantaĝoj de pezo redukto, forto kaj rigideco, koroda rezisto kaj fortikeco? Tio, resume, estas la allogo de la teknologio de ABM Composite.
Bioaktiva vitro, altaj fortaj fibroj
Fondita en 2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finnlando) evoluigis biodiserigeblan vitrofibron faritan el tielnomita bioaktiva vitro, kiun Ari Rosling, R&D-direktoro ĉe ABM Composite, priskribas kiel "specialan formulaĵon evoluigitan en la 1960-aj jaroj, kiu permesas al vitro. esti degradita sub fiziologiaj kondiĉoj. Kiam enkondukita en la korpon, la vitro rompiĝas en siaj konsistigaj mineralaj saloj, liberigante natrion, magnezion, fosfatojn, ktp., tiel kreante kondiĉon kiu stimulas ostan kreskon."
“Ĝi havas similajn proprietojn alsen alkala vitrofibro (E-vitro).” Rosling diris, "Sed ĉi tiu bioaktiva vitro estas malfacile fabrikebla kaj tiri en fibrojn, kaj ĝis nun ĝi estis nur uzata kiel pulvoro aŭ mastiko. Kiom ni scias, ABM Composite estis la unua firmao, kiu produktis alt-fortajn vitrofibrojn el ĝi sur industria skalo, kaj ni nun uzas ĉi tiujn ArcBiox X4/5 vitrofibrojn por plifortigi diversajn specojn de plastoj, inkluzive de biodiserigeblaj polimeroj”.
Medicinaj enplantaĵoj
La regiono de Tampere, du horoj norde de Helsinko, Finnlando, estas centro por bio-bazitaj biodiserigeblaj polimeroj por medicinaj aplikoj ekde la 1980-aj jaroj. Rosling priskribas, “Unu el la unuaj komerce haveblaj enplantaĵoj faritaj kun ĉi tiuj materialoj estis produktita en Tampere, kaj tiel ABM Composite ekiris! kiu nun estas nia medicina komerca unuo”.
"Estas multaj biodiserigeblaj, biosorbeblaj polimeroj por enplantaĵoj." Li daŭrigas, "sed iliaj mekanikaj trajtoj estas malproksimaj de natura osto. Ni povis plibonigi ĉi tiujn biodiserigeblajn polimerojn por doni al la enplantaĵo la saman forton kiel natura osto”. Rosling rimarkis, ke medicinaj gradoj ArcBiox-vitrofibroj kun aldono de ABM povas plibonigi la mekanikajn ecojn de biodiserigeblaj PLLA-polimeroj je 200% ĝis 500%.
Kiel rezulto, la enplantaĵoj de ABM Composite ofertas pli altan efikecon ol enplantaĵoj faritaj kun neplifortikigitaj polimeroj, dum ankaŭ estante biosorbeblaj kaj antaŭenigante ostoformadon kaj kreskon. ABM Composite ankaŭ uzas aŭtomatigitajn fibrojn/fadenajn allokigteknikojn por certigi optimuman fibro-orientiĝon, inkluzive de metado de fibroj laŭ la tuta longo de la enplantaĵo, same kiel metado de pliaj fibroj ĉe eble malfortaj punktoj.
Hejmaj kaj teknikaj aplikoj
Kun ĝia kreskanta medicina komerca unuo, ABM Composite rekonas, ke biobazitaj kaj biodiserigeblaj polimeroj ankaŭ povas esti uzataj por kuirilaro, manĝilaro kaj aliaj hejmaj objektoj. "Ĉi tiuj biodiserigeblaj polimeroj kutime havas malbonajn mekanikajn ecojn kompare kun nafto-bazitaj plastoj." Rosling diris, "Sed ni povas plifortigi ĉi tiujn materialojn per niaj biodiserigeblaj vitrofibroj, igante ilin preskaŭ bona alternativo al fosili-bazitaj komercaj plastoj por larĝa gamo de teknikaj aplikoj".
Kiel rezulto, ABM Composite pliigis sian teknikan komercan unuon, kiu nun laborigas 60 homojn. "Ni ofertas pli daŭrigeblajn solvojn de finvivo (EOL)." Rosling diras, "Nia valorpropono estas meti ĉi tiujn biodiserigeblajn kunmetaĵojn en industriajn kompoŝtajn operaciojn kie ili iĝas grundo." Tradicia E-vitro estas inerta kaj ne degradas en ĉi tiuj kompoŝtaj instalaĵoj.
ArcBiox-Fibraj Kunmetaĵoj
ABM Composite evoluigis diversajn formojn de ArcBiox X4/5 vitrofibroj por kunmetitaj aplikoj, demallongigitaj fibrojkaj injektomuldaj komponaĵoj alkontinuaj fibrojpor procezoj kiel tekstila kaj pultruda muldado. La ArcBiox BSGF-gamo kombinas biodiserigeblajn vitrofibrojn kun bio-bazitaj poliesterrezinoj kaj estas havebla en ĝeneralaj teknologiaj gradoj kaj ArcBiox 5-gradoj aprobitaj por uzo en manĝkontaktaj aplikoj.
ABM Composite ankaŭ esploris diversajn biodiserigeblajn kaj bio-bazitajn polimerojn inkluzive de Polilaktika Acido (PLA), PLLA kaj Polibutilena Succinato (PBS). La suba diagramo montras kiel X4/5 vitrofibroj povas plibonigi rendimenton por konkuri kun normaj vitrofibroj plifortikigitaj polimeroj kiel ekzemple polipropileno (PP) kaj eĉ poliamido 6 (PA6).
ABM Composite ankaŭ esploris diversajn biodiserigeblajn kaj bio-bazitajn polimerojn, inkluzive de Polilaktika Acido (PLA), PLLA kaj Polibutilena Succinato (PBS). La suba diagramo montras kiel X4/5 vitrofibroj povas plibonigi rendimenton por konkuri kun normaj vitrofibroj plifortikigitaj polimeroj kiel ekzemple polipropileno (PP) kaj eĉ poliamido 6 (PA6).
Fortikeco kaj Kompostebleco
Se ĉi tiuj kunmetaĵoj estas biodiserigeblaj, kiom longe ili daŭros? "Niaj X4/5-vitrofibroj ne solvas en kvin minutoj aŭ subite kiel sukero, kaj kvankam iliaj trajtoj degradas kun la tempo, ĝi ne estos tiel rimarkebla." Rosling Diras, "Por degradi efike, ni bezonas altigitajn temperaturojn kaj humidon dum longaj tempodaŭroj, kiel troviĝas en vivo aŭ en industriaj kompoŝtoj. Ekzemple, ni testis tasojn kaj bovlojn faritajn el nia ArcBiox BSGF-materialo, kaj ili povis elteni ĝis 200 lavavaj cikloj sen perdi funkciojn. Estas iom da degenero de la mekanikaj trajtoj, sed ne ĝis la punkto kie la tasoj estas nesekure uzi".
Tamen, estas grave, ke kiam ĉi tiuj kunmetaĵoj estas forigitaj ĉe la fino de sia utila vivo, ili plenumas la normajn postulojn necesajn por kompoŝtado, kaj ABM Composite faris serion da testoj por pruvi, ke ĝi plenumas ĉi tiujn normojn. "Laŭ la ISO-normoj (por industria kompoŝtado), biodegradiĝo devus okazi ene de 6 monatoj kaj putriĝo ene de 3 monatoj/90 tagoj". Rosling diras, "Malkomponiĝo signifas meti la testan provaĵon/produkton en la biomason aŭ kompoŝton. post 90 tagoj, la teknikisto ekzamenas la biomason per kribrilo. post 12 semajnoj, almenaŭ 90 elcentoj de la produkto devus povi trapasi 2 mm × 2 mm kribrilon”.
Biodegradiĝo estas determinita muelante la virgan materialon en pulvoron kaj mezurante la totalan kvanton de CO2 liberigita post 90 tagoj. Tio taksas kiom multe de la karbonenhavo de la kompoŝta procezo estas konvertita en akvon, biomason kaj CO2. "Por trapasi la provon pri industria kompoŝtado, 90 elcentoj de la teoria 100 elcenta CO2 de la kompoŝta procezo devas esti atingita (surbaze de karbona enhavo)".
Rosling diras, ke ABM Composite plenumis la postulojn pri putriĝo kaj biodegradiĝo, kaj provoj montris, ke la aldono de ĝia X4-vitra fibro efektive plibonigas biodegradeblecon (vidu supran tabelon), kio estas nur 78% por neplifortigita PLA miksaĵo, ekzemple. Li klarigas, "Tamen, kiam niaj 30% biodiserigeblaj vitrofibroj estis aldonitaj, biodegradiĝo pliiĝis al 94%, dum la degeneroprocentoj restis bonaj".
Kiel rezulto, ABM Composite pruvis, ke ĝiaj materialoj povas esti atestitaj kiel kompoŝteblaj laŭ EN 13432. Testoj, kiujn ĝiaj materialoj pasis ĝis nun, inkluzivas ISO 14855-1 por la fina aeroba biodegradebleco de materialoj sub kontrolitaj kompoŝtaj kondiĉoj, ISO 16929 por aeroba. kontrolita putriĝo, ISO DIN EN 13432 por kemiaj postuloj, kaj OECD 208 por fitotokseco testado, ISO DIN EN 13432.
CO2 liberigita dum kompoŝtado
Dum kompoŝtado, CO2 ja estas liberigita, sed iom restas en la grundo kaj tiam estas uzata de plantoj. Kompostaĵo estis studita dum jardekoj, kaj kiel industria procezo kaj kiel post-kompostprocezo kiu liberigas malpli CO2 ol aliaj rubforigalternativoj, kaj kompoŝtado daŭre estas konsiderita ekologie amika kaj karbonspura reduktanta procezo.
Ekotokseco implikas testi la biomason produktitan dum la kompoŝta procezo kaj la plantoj kultivitaj kun tiu biomaso. "Ĉi tio estas por certigi, ke kompoŝtado de ĉi tiuj produktoj ne damaĝas la kreskantajn plantojn." Rosling diris. Krome, ABM Composite pruvis, ke ĝiaj materialoj plenumas la postulojn pri biodegradiĝo sub hejmaj kompoŝtaj kondiĉoj, kiuj ankaŭ postulas 90% da biodegradiĝo, sed dum 12-monata periodo, kompare kun pli mallonga periodo por industria kompoŝtado.
Industriaj aplikoj, produktado, kostoj kaj estonta kresko
La materialoj de ABM Composite estas uzataj en kelkaj komercaj aplikoj, sed pli ne povas esti rivelitaj pro konfidencaj interkonsentoj. "Ni ordigas niajn materialojn por adapti al aplikoj kiel tasoj, teleroj, teleroj, manĝilaroj kaj manĝaĵaj ujoj," Rosling diras, "sed ili ankaŭ estas uzataj kiel alternativo al nafto-bazitaj plastoj en kosmetikaj ujoj kaj grandaj hejmaj objektoj. Pli lastatempe, niaj materialoj estis elektitaj por uzo en la fabrikado de komponantoj en grandaj industriaj maŝinaj instalaĵoj, kiuj devas esti anstataŭigitaj ĉiujn 2-12 semajnojn. Ĉi tiuj kompanioj rekonis, ke uzante nian vitran fibron X4, ĉi tiuj mekanikaj partoj povas esti faritaj kun la bezonata eluziĝorezisto kaj ankaŭ estas kompoŝteblaj post uzo. Ĉi tio estas alloga solvo por la proksima estonteco, ĉar ĉi tiuj kompanioj alfrontas la defion renkonti novajn mediajn kaj CO2-emision-regularojn".
Rosling aldonis, "Ankaŭ kreskas intereso uzi niajn kontinuajn fibrojn en malsamaj specoj de ŝtofoj kaj neteksaĵoj por fari strukturajn komponentojn por la konstruindustrio. Ni ankaŭ vidas intereson uzi niajn biodiserigeblajn fibrojn kun bio-bazitaj sed ne-biodiserigeblaj PA aŭ PP kaj inertaj termostataj materialoj".
Nuntempe, X4/5 vitrofibro estas pli multekosta ol E-vitro, sed produktadvolumoj ankaŭ estas relative malgrandaj, kaj ABM Composite serĉas kelkajn ŝancojn por pligrandigi aplikojn kaj faciligi pliiĝon ĝis 20,000 tunoj/jare dum la postulo kreskas, kiu ankaŭ povus helpi redukti kostojn. Eĉ tiel, Rosling diras, ke en multaj kazoj la kostoj asociitaj kun renkontado de daŭripovo kaj novaj reguligaj postuloj ne estis plene pripensitaj. Dume, la urĝeco savi la planedon kreskas. "Socio jam premas por pli da bio-bazitaj produktoj." Li klarigas, "Estas multaj instigoj antaŭenpuŝi reciklajn teknologiojn, la mondo bezonas pli rapide moviĝi pri tio kaj mi pensas, ke socio nur pliigos sian puŝon por biobazitaj produktoj estontece".
LCA kaj Sustainability Advantage
Rosling diras, ke la materialoj de ABM Composite reduktas ellason de forcej-efikaj gasoj kaj uzon de nerenovigebla energio je 50-60 procentoj per kilogramo. "Ni uzas la Median Piedspuron-Datumbazon 2.0, la akredititan GaBi-datumaron, kaj LCA (Vivociklo-Analizo) kalkulojn por niaj produktoj bazitaj sur la metodaro skizita en ISO 14040 kaj ISO 14044".
"Nuntempe, kiam kunmetaĵoj atingas la finon de sia vivociklo, multe da energio estas bezonata por bruligi aŭ pirolizi kunmetitajn rubaĵojn kaj EOL-produktojn, kaj disrompado kaj kompoŝtado estas alloga elekto, kaj ĝi estas sendube unu el la ŝlosilaj valorproponoj kiujn ni proponas, kaj ni provizas novan tipon de recikleblo." Rosling diras, "Nia vitrofibro estas farita el naturaj mineralaj komponantoj, kiuj jam ĉeestas en la grundo. Do kial ne komposti EOL-komponaĵojn, aŭ solvi fibrojn el nedegradeblaj kunmetaĵoj post forbruligo kaj uzi ilin kiel sterkon? Ĉi tio estas reciklada elekto de vera tutmonda intereso”.
Ŝanhajo Orisen Nova Materiala Teknologio Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ankaŭ WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adreso: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang Distrikto, Ŝanhajo
Afiŝtempo: majo-27-2024