Što ako se kompoziti polimera ojačanih staklenim vlaknima (GFRP) mogu kompostirati na kraju svog korisnog vijeka, osim desetljeća dokazanih prednosti smanjenja težine, čvrstoće i krutosti, otpornosti na koroziju i izdržljivosti? To je, ukratko, privlačnost ABM Composite -ove tehnologije.
Bioaktivno staklo, vlakna velike čvrstoće
Osnovan 2014. godine, arktički biomaterijali OY (Tampere, Finska) razvio je biorazgradivo stakleno vlakno napravljeno od takozvanog bioaktivnog stakla, koje Ari Rosling, direktor istraživanja i razvoja u ABM Compositeu, opisuje kao "posebnu formulaciju razvijenu u 1960-ima koja omogućuje da se staklo u fiziološkim uvjetima. Kada se uvede u tijelo, čaša se raspada u svoje sastojne mineralne soli, oslobađajući natrij, magnezij, fosfate itd., Stvarajući tako stanje koje potiče rast kostiju. "
“Ima slična svojstva kaoStaklena vlakna bez alkalija (E-stakla). " Rosling je rekao: "Ali ovo je bioaktivno staklo teško izraditi i uvući se u vlakna, a do sada se koristi samo kao prah ili kit. Koliko znamo, ABM Composite bila je prva tvrtka koja je iz njega napravila staklena vlakna visoke čvrstoće na industrijskoj skali, a sada koristimo ova staklena vlakna ArcBiox X4/5 za jačanje različitih vrsta plastike, uključujući i biorazgradive polimere “.
Medicinski implantati
Regija Tampere, dva sata sjeverno od Helsinkija, Finska, bila je centar za biorazgradive biorazgradive polimere za medicinske primjene od 1980-ih. Rosling opisuje, "Jedan od prvih komercijalno dostupnih implantata napravljenih s tim materijalima proizveden je u Tampereu, i tako je ABM Composite započeo svoj početak! što je sada naša medicinska poslovna jedinica ”.
"Mnogo je biorazgradivih, bioabsorbiranih polimera za implantate." On nastavlja, „ali njihova mehanička svojstva daleko su od prirodne kosti. Uspjeli smo poboljšati ove biorazgradive polimere kako bismo implantatu dali istu snagu kao i prirodna kost “. Rosling je napomenuo da staklena vlakna ARCBIOX medicinskih stupnjeva s dodatkom ABM mogu poboljšati mehanička svojstva biorazgradivih PLLA polimera za 200% do 500%.
Kao rezultat toga, implantati ABM Composite nude veće performanse od implantata napravljenih s neobrađenim polimerima, a istovremeno su bioAbsorbirani i promičući stvaranje i rast kostiju. ABM Composite također koristi automatizirane tehnike postavljanja vlakana/niti kako bi se osigurala optimalna orijentacija vlakana, uključujući polaganje vlakana duž cijele dužine implantata, kao i postavljanje dodatnih vlakana na potencijalno slabe točke.
Kućanske i tehničke prijave
ABM Composite sa svojom rastućom medicinskom poslovnom jedinicom prepoznaje da se biorazgradivi i biorazgradivi polimeri mogu koristiti i za kuhinjski pribor, pribor za jelo i ostale predmete kućanstva. "Ovi biorazgradivi polimeri obično imaju loša mehanička svojstva u usporedbi s plastikom na bazi nafte." Rosling je rekao: "Ali te materijale možemo pojačati našim biorazgradivim staklenim vlaknima, što ih čini gotovo dobrom alternativom komercijalnoj plastici na fosilima za širok raspon tehničkih primjena".
Kao rezultat toga, ABM Composite povećao je svoju tehničku poslovnu jedinicu koja sada zapošljava 60 ljudi. "Nudimo više održiva rješenja za kraj života (EOL)." Rosling kaže, "Naš prijedlog vrijednosti je staviti ove biorazgradive kompozite u industrijske kompostiranje gdje se pretvaraju u tlo." Tradicionalna e-stakla je inertna i neće se degradirati u tim kompostiranjem.
Arcbiox vlaknasti kompoziti
ABM Composite je razvio različite oblike Arcbiox X4/5 staklenih vlakana za kompozitne primjene, odkratka vlaknai spojevi za ubrizgavanjekontinuirana vlaknaZa procese kao što su tekstilno i pultruzijsko oblikovanje. ARCBIOX BSGF raspon kombinira biorazgradiva staklena vlakna s poliesterskim smolama na bazi biološkog bio-a, a dostupan je u općim tehnološkim razredima i ARCBIOX 5 razredima odobrenih za upotrebu u aplikacijama za kontakt s hranom.
ABM Composite je također istraživao razne biorazgradive i bio-temeljene polimere, uključujući polilaktičnu kiselinu (PLA), PLLA i polibutilen sukcinat (PBS). Dijagram u nastavku pokazuje kako X4/5 staklena vlakna mogu poboljšati performanse kako bi se natjecale sa standardnim polimerima ojačanim staklenim vlaknima kao što je polipropilen (PP), pa čak i poliamid 6 (PA6).
ABM Composite također je istraživao razne biorazgradive i bio-temeljene polimere, uključujući polilaktičnu kiselinu (PLA), PLLA i polibutilen sukcinat (PBS). Dijagram u nastavku pokazuje kako X4/5 staklena vlakna mogu poboljšati performanse kako bi se natjecale sa standardnim polimerima ojačanim staklenim vlaknima kao što je polipropilen (PP), pa čak i poliamid 6 (PA6).
Trajnost i kompostabilnost
Ako su ti kompoziti biorazgradivi, koliko će trajati? "Naša staklena vlakna X4/5 ne otapaju se za pet minuta ili preko noći kao što to čini šećer, a iako će se njihova svojstva vremenom degradirati, to neće biti tako primjetna." Kaže Rosling, „Da bismo učinkovito razgradili, potrebne su nam povišene temperature i vlaga tijekom dugog vremenskog razdoblja, kao što se nalazi in vivo ili u industrijskim kompostnim gomilama. Na primjer, testirali smo šalice i zdjele izrađene od našeg ArcBiox BSGF materijala, a oni su mogli izdržati do 200 ciklusa pranja posuđa bez gubitka funkcionalnosti. Postoji određena degradacija mehaničkih svojstava, ali ne do točke u kojoj su čaše nesigurne za korištenje ”.
Međutim, važno je da kada se ovi kompoziti odvajaju na kraju svog korisnog vijeka, oni udovoljavaju standardnim zahtjevima potrebnim za kompostiranje, a ABM Composite izveo je niz testova kako bi dokazao da ispunjava ove standarde. "Prema ISO standardima (za industrijsko kompostiranje), biorazgradnja bi se trebala dogoditi u roku od 6 mjeseci i raspadanje u roku od 3 mjeseca/90 dana". Rosling kaže, „Dekompozicija znači stavljanje testnog uzorka/proizvoda u biomasu ili kompost. Nakon 90 dana, tehničar ispituje biomasu pomoću sita. Nakon 12 tjedana, najmanje 90 posto proizvoda trebalo bi moći proći kroz sito od 2 mm × 2 mm ”.
Biorazgradnja se određuje mljevenjem djevičanskog materijala u prah i mjerenjem ukupne količine CO2 oslobođenog nakon 90 dana. Ovo procjenjuje koliko se udio ugljika u procesu kompostiranja pretvara u vodu, biomasu i CO2. "Da bi se prošao test industrijskog kompostiranja, 90 posto teorijskog 100 % CO2 iz postupka kompostiranja mora se postići (na temelju sadržaja ugljika)".
Rosling kaže da je ABM Composite udovoljio zahtjevima za raspadanje i biorazgradnju, a testovi su pokazali da dodavanje njegovih X4 staklenih vlakana zapravo poboljšava biorazgradnju (vidi tablicu gore), što je, na primjer, samo 78% za neraspoređenu PLA mješavinu. Objašnjava ", međutim, kada su dodana naša 30% biorazgradiva staklena vlakna, biorazgradnja se povećala na 94%, dok su stope degradacije ostale dobre".
Kao rezultat, ABM Composite je pokazao da se njegovi materijali mogu ovjeriti kao kompostirani prema EN 13432. testovi da su njegovi materijali do danas prošli uključuju ISO 14855-1 za konačnu aerobnu biorazgradivost materijala u kontroliranim uvjetima kompostiranja, ISO 16929 za aeroksna destoirana, i ISO-u, i ISO-u, i ISO-u, i ISO-u, i ISO-u, i ISO-u, i ISO-u, i ISO-u, i ISO-u. 13432.
CO2 oslobođen tijekom kompostiranja
Tijekom kompostiranja, CO2 se doista oslobađa, ali neki ostaju u tlu, a potom ih biljke koriste. Kompostiranje se proučava već desetljećima, kao industrijski proces, tako i kao postupak nakon računanja koji oslobađa manje CO2 od ostalih alternativa za odlaganje otpada, a kompostiranje se i dalje smatra ekološki prihvatljivim i smanjenjem traga ugljika.
Ekotoksičnost uključuje testiranje biomase proizvedene tijekom postupka kompostiranja i biljaka koje se uzgajaju ovom biomasom. "Ovo je osigurati da kompostiranje ovih proizvoda ne našteti rastućim biljkama." Rekao je Rosling. Osim toga, ABM Composite je pokazao da njegovi materijali ispunjavaju zahtjeve za biorazgradnjom u uvjetima kompostiranja kućnog kompostiranja, koji također zahtijevaju 90% biorazgradnju, ali tijekom razdoblja od 12 mjeseci, u usporedbi s kraćim razdobljem za industrijsko kompostiranje.
Industrijske primjene, proizvodnja, troškovi i budući rast
Materijali ABM Composite koriste se u brojnim komercijalnim aplikacijama, ali više se ne može otkriti zbog sporazuma o povjerljivosti. „Naručujemo naše materijale kako bi odgovarali aplikacijama kao što su šalice, tanjuri, tanjuri, pribor za pribor i spremište hrane“, kaže Rosling, „ali oni se koriste i kao alternativa plastici na bazi nafte u kozmetičkim kontejnerima i velikim kućanskim predmetima. U novije vrijeme, naši su materijali odabrani za upotrebu u proizvodnji komponenti u velikim instalacijama industrijskih strojeva koje je potrebno zamijeniti svakih 2-12 tjedana. Te su tvrtke prepoznale da se pomoću našeg X4 staklenih vlakana ovi mehanički dijelovi mogu napraviti s potrebnom otpornošću na habanje, a također se mogu kompostirati nakon uporabe. Ovo je atraktivno rješenje za blisku budućnost jer se ove tvrtke suočavaju s izazovom ispunjavanja novih propisa o emisiji okoliša i CO2. "
Rosling je dodao: „Raste i interes za korištenje naših kontinuiranih vlakana u različitim vrstama tkanina i newovena za izradu strukturnih komponenti za građevinsku industriju. Također primjećujemo interes za upotrebu naših biorazgradivih vlakana s biorazgradljivim, ali ne-biorazgradivim PA ili PP i inertnim termoset materijalima “.
Trenutno je x4/5 stakloplastika skuplja od e-stakla, ali količina proizvodnje također je relativno mala, a ABM Composite slijedi brojne mogućnosti za širenje aplikacija i olakšavanje rasta na 20 000 tona/godišnje kako raste potražnja, što bi moglo pomoći i smanjenju troškova. Unatoč tome, Rosling kaže da u mnogim slučajevima troškovi povezani s ispunjavanjem održivosti i novih regulatornih zahtjeva nisu u potpunosti razmatrani. U međuvremenu, hitnost spašavanja planeta raste. "Društvo se već zalaže za više proizvoda utemeljenih na biološkoj biološci." Objašnjava: "Postoji puno poticaja za guranje tehnologija za recikliranje naprijed, svijet se mora brže kretati na to i mislim da će društvo samo povećati svoj poticaj za proizvode utemeljene na biološkoj bio u budućnosti".
LCA i prednost održivosti
Roling kaže da materijali ABM Composite smanjuju emisiju stakleničkih plinova i upotrebu neobnovljive energije za 50-60 posto po kilogramu. „Koristimo bazu podataka o okolišnom otisku 2.0, akreditirani GABI skup podataka i LCA (analiza životnog ciklusa) za naše proizvode na temelju metodologije navedene u ISO 14040 i ISO 14044 ″.
"Trenutno, kada kompoziti dosegnu kraj svog životnog ciklusa, potrebno je puno energije za spaljivanje ili pirolisni kompozitni otpad i EOL proizvode, a drobljenje i kompostiranje je atraktivna opcija, a definitivno je jedna od glavnih prijedloga vrijednosti koje nudimo, a mi pružamo novu vrstu recikliranja." Rosling kaže, „Naš je stakloplastika izrađena od prirodnih mineralnih komponenti koje su već prisutne u tlu. Pa zašto ne kompostirati komponente kompozitnih komponenti ili otopiti vlakna iz nerazgradivih kompozita nakon spaljivanja i koristiti ih kao gnojivo? Ovo je opcija recikliranja stvarnog globalnog interesa ”.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (također WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: br.398 New Green Road Xinbang Town District Songjiang, Šangaj
Post Vrijeme: svibanj-27-2024