Wat as glêstriedfersterke polymear (GFRP) kompositen kinne wurde kompostearre oan 'e ein fan har brûkbere libben, neist de desennia fan bewiisde foardielen fan gewichtsreduksje, sterkte en stivens, korrosjebestriding en duorsumens? Dat, yn in notedop, is it berop fan 'e technology fan ABM Composite.
Bioaktyf glês, hege sterkte fezels
Oprjochte yn 2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finlân) hat in biodegradable glêstried ûntwikkele makke fan saneamd bioaktyf glês, dat Ari Rosling, R&D direkteur by ABM Composite, beskriuwt as "in spesjale formulearring ûntwikkele yn 'e 1960's dy't glês mooglik makket om degradearje ûnder fysiologyske omstannichheden. As it yn it lichem ynfierd wurdt, brekt it glês ôf yn syn gearstallende minerale sâlten, wêrtroch natrium, magnesium, fosfaten, ensfh.
"It hat ferlykbere eigenskippen asalkalifrije glêstried (E-glass).” Rosling sei: "Mar dit bioaktive glês is lestich te meitsjen en te tekenjen yn fezels, en oant no ta is it allinich brûkt as poeder of stopverf. Foar safier't wy witte, wie ABM Composite it earste bedriuw dat der heechsterkte glêsfezels fan makke op yndustriële skaal, en wy brûke no dizze ArcBiox X4/5 glêsfezels om ferskate soarten plestik te fersterkjen, ynklusyf biologysk ôfbrekbere polymers ".
Medyske ymplantaten
De regio Tampere, twa oeren benoarden Helsinki, Finlân, is sûnt de jierren 1980 in sintrum foar bio-basearre biodegradable polymers foar medyske tapassingen. Rosling beskriuwt, "Ien fan 'e earste kommersjeel beskikbere ymplantaten makke mei dizze materialen waard produsearre yn Tampere, en dat is hoe't ABM Composite syn start kaam! dat is no ús medyske saaklike ienheid”.
"D'r binne in protte biodegradable, bioabsorberbere polymeren foar ymplantaten." Hy giet troch, "mar har meganyske eigenskippen binne fier fan natuerlike bonken. Wy koene dizze biodegradable polymeren ferbetterje om it ymplantaat deselde sterkte te jaan as natuerlik bonke. Rosling merkte op dat ArcBiox glêsfezels fan medyske klasse mei de tafoeging fan ABM de meganyske eigenskippen fan biologysk ôfbrekbere PLLA-polymeren mei 200% oant 500% ferbetterje kinne.
As resultaat biede de ymplantaten fan ABM Composite hegere prestaasjes dan ymplantaten makke mei net-fersterke polymeren, wylst se ek bioabsorberber binne en bonkenfoarming en groei befoarderje. ABM Composite brûkt ek automatisearre techniken foar pleatsing fan glêstried / strân om optimale fiber-oriïntaasje te garandearjen, ynklusyf it lizzen fan fezels oer de hiele lingte fan it ymplantaat, en ek it pleatsen fan ekstra fezels op mooglik swakke plakken.
Húshâldlike en technyske applikaasjes
Mei har groeiende medyske saaklike ienheid erkent ABM Composite dat bio-basearre en biodegradable polymers ek kinne wurde brûkt foar keukengerei, bestek en oare húshâldlike items. "Dizze biodegradable polymers hawwe typysk minne meganyske eigenskippen yn ferliking mei petroleum-basearre plestik." Rosling sei: "Mar wy kinne dizze materialen fersterkje mei ús biologysk ôfbrekbere glêsfezels, wêrtroch't se praktysk in goed alternatyf meitsje foar fossyl-basearre kommersjele plestik foar in breed oanbod fan technyske tapassingen."
As gefolch hat ABM Composite har technyske saaklike ienheid ferhege, dy't no 60 minsken hat. "Wy biede mear duorsume oplossingen foar it ein fan it libben (EOL)." Rosling seit: "Us weardefoarstel is om dizze biologysk ôfbrekbere kompositen te setten yn yndustriële komposteringsoperaasjes wêr't se yn grûn wurde." Tradisjoneel E-glês is inert en sil net degradearje yn dizze kompostearings.
ArcBiox Fiber Composites
ABM Composite hat ferskate foarmen fan ArcBiox X4/5 glêsfezels ûntwikkele foar gearstalde tapassingen, fankoarte-cut fezelsen ynjeksje moulding ferbiningen oantrochgeande fezelsfoar prosessen lykas tekstyl en pultrusion moulding. It ArcBiox BSGF-berik kombineart biologysk ôfbrekbere glêsfezels mei bio-basearre polyesterharsen en is beskikber yn algemiene technologyklassen en ArcBiox 5-klassen goedkard foar gebrûk yn applikaasjes foar itenkontakt.
ABM Composite hat ek in ferskaat oan biodegradable en bio-basearre polymeren ûndersocht, ynklusyf Polylactic Acid (PLA), PLLA en Polybutylene Succinate (PBS). It diagram hjirûnder lit sjen hoe't X4 / 5 glêsfezels kinne ferbetterje prestaasjes om te konkurrearjen mei standert glêstried fersterke polymers lykas polypropylene (PP) en sels polyamide 6 (PA6).
ABM Composite hat ek ûndersocht in ferskaat oan biodegradable en bio-basearre polymeren, ynklusyf Polylactic Acid (PLA), PLLA en Polybutylene Succinate (PBS). It diagram hjirûnder lit sjen hoe't X4 / 5 glêsfezels kinne ferbetterje prestaasjes om te konkurrearjen mei standert glêstried fersterke polymers lykas polypropylene (PP) en sels polyamide 6 (PA6).
Duorsumens en kompostabiliteit
As dizze kompositen biologysk ôfbrekber binne, hoe lang sille se dan duorje? "Us X4/5 glêsfezels losse net yn fiif minuten of oernacht op lykas sûker docht, en hoewol har eigenskippen mei de tiid sille degradearje, sil it net sa opfallend wêze." Seit Rosling, "Om effektyf te degradearjen, hawwe wy hege temperatueren en fochtigens nedich oer lange perioaden, lykas fûn yn vivo of yn yndustriële kompostpeallen. Wy testten bygelyks bekers en kommen makke fan ús ArcBiox BSGF-materiaal, en se koene oant 200 ôfwasksyklusen ferneare sûnder funksjonaliteit te ferliezen. D'r is wat degradaasje fan 'e meganyske eigenskippen, mar net oant it punt wêr't de bekers ûnfeilich binne om te brûken."
It is lykwols wichtich dat wannear't dizze kompositen oan 'e ein fan har brûkbere libben fuorthelle wurde, se foldogge oan de standerteasken dy't nedich binne foar kompostearjen, en ABM Composite hat in searje testen útfierd om te bewizen dat it foldocht oan dizze noarmen. "Neffens de ISO-standerts (foar yndustriële kompostering), moat biodegradaasje binnen 6 moannen en ûntbining binnen 3 moannen / 90 dagen foarkomme." Rosling seit: "Dekomposysje betsjut it pleatsen fan it testmonster / produkt yn 'e biomassa of kompost. nei 90 dagen ûndersiket de technikus de biomassa mei in sieve. nei 12 wiken moat op syn minst 90 prosint fan it produkt troch in 2 mm × 2 mm sieve passe kinne”.
Biologyske ôfbraak wurdt bepaald troch it slijpen fan it virgin materiaal yn in poeder en it mjitten fan de totale hoemannichte CO2 frijjûn nei 90 dagen. Dêrmei wurdt beoardiele hoefolle fan it koalstofgehalte fan it komposteringsproses omset wurdt yn wetter, biomassa en CO2. "Om de yndustriële komposteringstest troch te gean, moat 90 prosint fan 'e teoretyske 100 prosint CO2 út it komposteringsproses berikt wurde (basearre op koalstofynhâld)".
Rosling seit dat ABM Composite hat foldien oan de ûntbining en biodegradaasje easken, en tests hawwe sjen litten dat de tafoeging fan syn X4 glêstried eins ferbettert biodegradability (sjoch tabel hjirboppe), dat is mar 78% foar in unreinforced PLA blend, bygelyks,. Hy ferklearret, "Doe't ús 30% biologysk ôfbrekbere glêsfezels lykwols waarden tafoege, gie de biologyske ôfbraak ta 94%, wylst de ôfbraaksifers goed bleaunen".
As gefolch hat ABM Composite oantoand dat har materialen as komposterber kinne wurde sertifisearre neffens EN 13432. Tests dy't har materialen oant no ta hawwe trochjûn, omfetsje ISO 14855-1 foar de definitive aerobe biologyske ôfbrekberens fan materialen ûnder kontroleare komposteringsbetingsten, ISO 16929 foar aerobic kontrolearre ûntbining, ISO DIN EN 13432 foar gemyske easken, en OECD 208 foar fytotoxiciteitstest, ISO DIN EN 13432.
CO2 frijkomt by kompostearjen
By it kompostearjen komt wol CO2 frij, mar wat bliuwt yn de boaiem en wurdt dan brûkt troch planten. Kompostearjen is al tsientallen jierren studearre, sawol as in yndustrieel proses en as in post-kompostearjend proses dat minder CO2 frijlitte as oare alternatyf foar ôffalferfier, en kompostering wurdt noch altyd beskôge as in miljeufreonlik en koalstoffoetôfdrukferminderend proses.
Ekotoksisiteit omfettet it testen fan de biomassa produsearre tidens it komposteringsproses en de planten dy't groeid binne mei dizze biomassa. "Dit is om te soargjen dat it kompostearjen fan dizze produkten de groeiende planten net skea docht." sei Rosling. Derneist hat ABM Composite oantoand dat har materialen foldogge oan de easken foar biodegradaasje ûnder thúskomposteringsbetingsten, dy't ek 90% biodegradaasje nedich binne, mar oer in perioade fan 12 moannen, fergelike mei in koartere perioade foar yndustriële kompostering.
Yndustriële tapassingen, produksje, kosten en takomstige groei
De materialen fan ABM Composite wurde brûkt yn in oantal kommersjele tapassingen, mar mear kin net iepenbiere wurde fanwegen fertroulikensôfspraken. "Wy bestelle ús materialen foar tapassingen lykas bekers, skûtels, borden, bestek en konteners foar opslach fan iten," seit Rosling, "mar se wurde ek brûkt as alternatyf foar petroleum-basearre plestik yn kosmetyske konteners en grutte húshâldlike items. Mear resint binne ús materialen selektearre foar gebrûk by it meitsjen fan komponinten yn grutte yndustriële masines-ynstallaasjes dy't elke 2-12 wiken ferfongen wurde moatte. Dizze bedriuwen hawwe erkend dat troch it brûken fan ús X4 glêstriedfersterking, dizze meganyske dielen kinne wurde makke mei de fereaske slijtweerstand en binne ek kompostabel nei gebrûk. Dit is in oantreklike oplossing foar de heine takomst, om't dizze bedriuwen foar de útdaging steane om nije regeljouwing foar miljeu en CO2-emisje te foldwaan.
Rosling tafoege, "D'r is ek groeiende belangstelling foar it brûken fan ús trochgeande fezels yn ferskate soarten stoffen en nonwovens om strukturele komponinten te meitsjen foar de bousektor. Wy sjogge ek belangstelling foar it brûken fan ús biodegradable fezels mei bio-basearre, mar net-biologyske ôfbrekbere PA of PP en inerte thermoset materialen.
Op it stuit is X4/5 glêstried djoerder as E-glass, mar produksjevoluminten binne ek relatyf lyts, en ABM Composite stribbet nei in oantal kânsen om tapassingen út te wreidzjen en in ramp te fasilitearjen oant 20.000 ton / jier as fraach groeit, dy't ek helpe kinne om kosten te ferminderjen. Dochs seit Rosling dat yn in protte gefallen de kosten dy't ferbûn binne mei it foldwaan oan duorsumens en nije regeljouwingeasken net folslein besjoen binne. Underwilens groeit de urginsje om de planeet te rêden. "De maatskippij driuwt al op foar mear bio-basearre produkten." Hy ferklearret: "D'r binne in protte stimulearrings om recyclingtechnologyen foarút te drukken, de wrâld moat hjir rapper bewegen en ik tink dat de maatskippij har push foar bio-basearre produkten yn 'e takomst allinich sil ferheegje".
LCA en Duorsumens Advantage
Rosling seit dat de materialen fan ABM Composite de útstjit fan broeikasgassen en it gebrûk fan net-duorsume enerzjy ferminderje mei 50-60 prosint per kilogram. "Wy brûke de Environmental Footprint Database 2.0, de akkrediteare GaBi-dataset, en LCA (Life Cycle Analysis) berekkeningen foar ús produkten basearre op de metodyk beskreaun yn ISO 14040 en ISO 14044".
"Op it stuit, as kompositen it ein fan har libbenssyklus berikke, is in protte enerzjy nedich om gearstalde ôffal en EOL-produkten te ferbaarnen of te pyrolysearjen, en shredderjen en kompostearjen is in oantreklike opsje, en it is perfoarst ien fan 'e wichtichste weardefoarstellen dy't wy biede, en wy leverje in nij type recycleberens.” Rosling seit: "Us glêstried is makke fan natuerlike minerale komponinten dy't al yn 'e boaiem oanwêzich binne. Dus wêrom net kompostearje EOL gearstalde komponinten, of fezels oplosse fan net-ôfbreekbere kompositen nei ferbaarning en brûke se as dong? Dit is in recyclingopsje fan echte wrâldwide belang. ”
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ek WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Post tiid: maaie-27-2024