Mi lenne, ha az üvegszál -megerősített polimer (GFRP) kompozitokat hasznos élettartam végén komposztálhatnák, a súlycsökkentés, az erő és a merevség, a korrózióállóság és a tartósság bizonyított előnyeinek évtizedek óta? Ez egy dióhéjban az ABM Composite technológiájának vonzereje.
Bioaktív üveg, nagy szilárdságú szálak
A 2014-ben alapított Arctic Biomaterials OY (Tampere, Finnország) kifejlesztett egy biológiailag lebontható üvegszálat, amelyet úgynevezett bioaktív üvegből készítenek, amelyet Ari Rosling, az ABM Composite R&D igazgatója, „az 1960-as években kifejlesztett speciális készítményként” írja le, amely lehetővé teszi az üveg számára, hogy fiziológiai körülmények között lebomlik. A testbe történő bevezetésekor az üveg bomlik az alkotó ásványi sókba, a nátrium, a magnézium, a foszfátok stb. Felszabadításával, így olyan állapotot teremt, amely serkenti a csontok növekedését. ”
„Hasonló tulajdonságai vannak, mint aAlkali-mentes üvegszál (E-üveg). ”” Rosling azt mondta: „De ezt a bioaktív üveget nehéz előállítani és szálakba húzni, és eddig csak porként vagy gittként használták. Amennyire tudjuk, az ABM Composite volt az első cég, amely ipari léptékben nagy szilárdságú üvegszálakat készített, és ezeket az Arcbiox X4/5 üvegszálakat használjuk a különféle műanyagok, beleértve a biológiailag lebontható polimereket is, megerősítjük.
Orvosi implantátumok
A Tampere régió, két órával északra Helsinki-től, a finnországi, az 1980-as évek óta bio-alapú biológiailag lebontható polimerek központja. Rosling leírja: „Az ezekkel az anyagokkal készített első kereskedelemben kapható implantátumok Tampere -ben készültek, és így kezdte meg az ABM Composite -t! amely most az orvosi üzleti egységünk ”.
"Számos biológiailag lebontható, bioabszorbeálható polimer létezik az implantátumokhoz." Folytatja: „De mechanikai tulajdonságaik messze vannak a természetes csontoktól. Meg tudtuk javítani ezeket a biológiailag lebontható polimereket annak érdekében, hogy az implantátum ugyanolyan szilárdságot biztosítsunk, mint a természetes csontok. Rosling megjegyezte, hogy az ABM hozzáadásával rendelkező orvosi minőségű ARCBIOX üvegszálak 200% -ról 500% -kal javíthatják a biológiailag lebontható PLLA polimerek mechanikai tulajdonságait.
Ennek eredményeként az ABM Composite implantátumai magasabb teljesítményt nyújtanak, mint a nem megerősített polimerekkel készített implantátumok, miközben bioabszorbeálódnak, és elősegítik a csontképződést és a növekedést. Az ABM Composite automatizált szál/szálak elhelyezési technikáit is használja az optimális rost -orientáció biztosítása érdekében, ideértve a szálakat az implantátum teljes hossza mentén, valamint további szálak elhelyezését potenciálisan gyenge foltokra.
Háztartási és műszaki kérelmek
Egyre növekvő orvosi üzleti egységével az ABM Composite elismeri, hogy a bio-alapú és biológiailag lebontható polimerek felhasználhatók konyhai eszközökre, evőeszközökre és más háztartási cikkekre is. "Ezeknek a biológiailag lebontható polimereknek általában rossz mechanikai tulajdonságai vannak, mint a kőolaj-alapú műanyagok." Rosling azt mondta: „De ezeket az anyagokat megerősíthetjük a biológiailag lebontható üvegszálakkal, ezáltal gyakorlatilag jó alternatíva a fosszilis alapú kereskedelmi műanyagok számára a műszaki alkalmazások széles skálájához”.
Ennek eredményeként az ABM Composite megnövelte műszaki üzleti egységét, amely most 60 embert foglalkoztat. "Kínálunk fenntarthatóbb élettartamú (EOL) megoldásokat." Rosling azt mondja: "Érték -javaslatunk az, hogy ezeket a biológiailag lebontható kompozitokat ipari komposztálási műveletekbe tegyük, ahol a talajba alakulnak." A hagyományos e-üveg inert, és nem romlik ezekben a komposztáló létesítményekben.
Arcbiox szálas kompozitok
Az ABM Composite az ARCBIOX X4/5 üvegszálak különféle formáit fejlesztette ki kompozit alkalmazásokhoz, arövidített szálakés a fröccsöntési vegyületekfolyamatos szálakolyan folyamatokhoz, mint a textil és a pultrúziós öntés. Az ARCBIOX BSGF tartomány egyesíti a biológiailag lebontható üvegszálakat a bio-alapú poliészter gyantákkal, és az általános technológiai osztályokban és az ARCBIOX 5 fokozatban kapható, amelyet az élelmiszer-érintkezési alkalmazásokban való felhasználásra hagytak jóvá.
Az ABM Composite különféle biológiailag lebontható és bio-alapú polimereket is megvizsgált, beleértve a polilaktinsavat (PLA), a PLLA-t és a polibutilén szukcinátot (PBS). Az alábbi ábra azt mutatja, hogy az X4/5 üvegszálak hogyan javíthatják a teljesítményt, hogy versenyezzenek a standard üvegszál -megerősített polimerekkel, például a polipropilén (PP) és még a 6. poliamid (PA6).
Az ABM Composite különféle biológiailag lebontható és bio-alapú polimereket is megvizsgált, beleértve a polilaktinsavat (PLA), a PLLA-t és a polibutilén szukcinátot (PBS). Az alábbi ábra azt mutatja, hogy az X4/5 üvegszálak hogyan javíthatják a teljesítményt, hogy versenyezzenek a standard üvegszál -megerősített polimerekkel, például a polipropilén (PP) és még a 6. poliamid (PA6).
Tartósság és komposztálhatóság
Ha ezek a kompozitok biológiailag lebonthatók, meddig tartanak? "Az X4/5 üvegszálak nem oldódnak öt perc alatt vagy egy éjszakán át, mint a cukor, és bár tulajdonságaik idővel lebomlanak, nem lesz olyan észrevehető." Azt mondja Rosling: „A hatékony lebomláshoz megnövekedett hőmérsékletre és páratartalomra van szükségünk hosszú ideig, in vivo vagy ipari komposzt cölöpökben. Például teszteltük az Arcbiox BSGF anyagból készült csészéket és tálat, és akár 200 mosdóciklus is ellenállhat a funkcionalitás elvesztése nélkül. A mechanikai tulajdonságok némi lebomlása van, de nem arra a pontra, ahol a csészék nem biztonságosak ”.
Fontos azonban, hogy ha ezeket a kompozitokat hasznos élettartamuk végén ártalmatlanítják, akkor megfelelnek a komposztáláshoz szükséges szokásos követelményeknek, és az ABM Composite egy sor tesztet végzett annak bizonyítására, hogy megfelel ezeknek a szabványoknak. „Az ISO szabványok szerint (az ipari komposztáláshoz) a biológiailag lebontásnak 6 hónapon belül és bomlásnak kell lennie 3 hónap/90 napon belül”. Rosling azt mondja: „A bomlás azt jelenti, hogy a tesztmintát/terméket a biomasszába vagy a komposztba helyezik. 90 nap elteltével a technikus szitával vizsgálja a biomasszát. 12 hét elteltével a termék legalább 90 % -ának képesnek kell lennie arra, hogy áthaladjon egy 2 mm × 2 mm -es szitán ”.
A biológiai lebontást úgy határozzuk meg, hogy a szűz anyagot porba őrlik, és megmérik a CO2 teljes mennyiségét 90 nap elteltével. Ez felméri, hogy a komposztálási folyamat széntartalmának mekkora részét alakítják át víz-, biomasszává és CO2 -ként. „Az ipari komposztálási teszt teljesítéséhez a komposztálási folyamatból származó 100 % -os CO2 90 % -át (szén -dioxid -tartalom alapján) kell elérni”.
Rosling szerint az ABM kompozit megfelel a bomlási és biológiai lebontási követelményeknek, és a tesztek kimutatták, hogy az X4 üvegszál hozzáadása valójában javítja a biológiailag lebonthatóságot (lásd a fenti táblázatot), amely például a nem megerősített PLA -keveréknél csak 78%. Elmagyarázza: „Ugyanakkor, amikor a 30% -os biológiailag lebontható üvegszálakat hozzáadtuk, a biológiai lebontás 94% -ra nőtt, míg a lebomlási arányok továbbra is jóak voltak.
Ennek eredményeként az ABM Composite bebizonyította, hogy az anyagok komposztálhatónak minősíthetők az EN 13432 szerint. Azok a tesztek, amelyek szerint az anyagai eddig eljutottak az ISO 14855-1-re az anyagok végső aerob biológiai lebonthatóságához, ellenőrzött komposztálási körülmények között, az ISO 16929 aerob kontrollált bontáshoz, az ISO DIN (IN 13432 a kémiai követelményekre, és az OECD 208-hoz, a Phytototox-okhoz, és az OECD 208-hoz, a Phytotoxicitáshoz. 13432.
A komposztálás során felszabadult CO2
A komposztálás során a CO2 valóban felszabadul, de néhány marad a talajban, majd a növények használják. A komposztálást évtizedek óta vizsgálják, mind ipari folyamatként, mind pedig a komposztálás utáni folyamatként, amely kevesebb CO2-t bocsát ki, mint más hulladékkezelési alternatívák, és a komposztálást továbbra is környezetbarát és szénlábnyom-csökkentési folyamatnak tekintik.
Az ökotoxicitás magában foglalja a komposztálási folyamat során előállított biomassza és a biomassza által termesztett növények tesztelését. "Ennek célja annak biztosítása, hogy ezeknek a termékeknek a komposztálása nem károsítja a növekvő növényeket." - mondta Rosling. Ezenkívül az ABM Composite bebizonyította, hogy anyagai megfelelnek az otthoni komposztálási körülmények között a biológiai lebontási követelményeknek, amelyek szintén 90% -os biológiai lebontást igényelnek, de 12 hónapos időszak alatt, összehasonlítva az ipari komposztálás rövidebb időszakával.
Ipari alkalmazások, termelés, költségek és jövőbeli növekedés
Az ABM Composite anyagait számos kereskedelmi alkalmazásban használják, de a titoktartási megállapodások miatt többet nem lehet felfedni. „Megrendeljük, hogy az anyagok olyan alkalmazásokhoz illeszkedjenek, mint például csészék, csészealjak, tányérok, evőeszközök és élelmiszer-tárolóedények”-mondja Rosling-, de ezeket a kozmetikai tartályokban és a nagy háztartási cikkekben a kőolaj-alapú műanyagok alternatívájaként is használják. A közelmúltban, anyagunkat olyan nagy ipari gépi létesítményekben használt alkatrészek gyártásához választottuk ki, amelyeket 2-12 hetente kell cserélni. Ezek a vállalatok felismerték, hogy az X4 üvegszál -megerősítésünk használatával ezeket a mechanikus alkatrészeket a szükséges kopásállósággal lehet készíteni, és használat után is komposztálhatók. Ez vonzó megoldás a közeljövőre, mivel ezek a vállalatok kihívást jelentenek az új környezeti és CO2 -kibocsátási előírások betartására ”.
Rosling hozzátette: „Egyre növekvő érdeklődés mutatkozik a folyamatos szálak különféle típusú szövetekben és nem szőttekben történő felhasználása érdekében, hogy az építőipar számára szerkezeti alkatrészeket készítsenek. Érdeklődésre is számítunk, hogy biológiailag lebontható szálainkat bio-alapú, de nem biológiailag lebontható PA-val vagy PP-vel és inert hőre keményedő anyagokkal használjuk ”.
Jelenleg az X4/5 üvegszálas drágább, mint az e-üveg, de a termelési volumen is viszonylag kicsi, és az ABM Composite számos lehetőséget kínál az alkalmazások kibővítésére és az évi 20 000 tonnára történő emelkedés megkönnyítésére, ami növekszik, ami szintén hozzájárulhat a költségek csökkentéséhez. Ennek ellenére Rosling azt mondja, hogy sok esetben a fenntarthatóság és az új szabályozási követelmények kielégítésével kapcsolatos költségeket nem vették teljes mértékben. Eközben a bolygó megmentésének sürgőssége növekszik. "A társadalom már további bioalapú termékeket szorgalmaz." Elmagyarázza: „Nagyon sok ösztönző van az újrahasznosítási technológiák előmozdításához, a világnak gyorsabban kell mozognia, és azt hiszem, a társadalom a jövőben csak növeli a bioalapú termékek iránti törekvését”.
LCA és fenntarthatósági előnye
Rosling szerint az ABM Composite anyagai 50-60 % -kal csökkentik az üvegházhatású gázok kibocsátását és a nem megújuló energia felhasználását. „A Környezeti Footprint Database 2.0, az akkreditált GABI adatkészlet és az LCA (életciklus -elemzés) számításokat használjuk termékeinkre az ISO 14040 és az ISO 14044 ″ -ben felvázolt módszertan alapján.
"Jelenleg, amikor a kompozitok elérik az életciklusuk végét, sok energiára van szükség az égéshez vagy a pirolitikus kompozit hulladék- és EOL -termékeknek, az aprítás és a komposztálás vonzó lehetőség, és ez határozottan az általunk kínált egyik legfontosabb érték -javaslat, és új típusú újrahasznosíthatóságot nyújtunk." Rosling azt mondja: „Az üvegszálunk természetes ásványi alkatrészekből készül, amelyek már a talajban vannak. Akkor miért nem a komposzt eol kompozit komponensek, vagy az égetés után nem oldja fel a nem lebontható kompozitokból származó szálakat, és műtrágyaként használja őket? Ez egy újrahasznosítási lehetőség a valódi globális érdeklődésre ”.
Shanghai Oriisen Új Anyagtechnikai Co., Ltd
M: +86 1868376368 (szintén WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Cím: No.398 Új Green Road Xinbang Town Songjiang kerület, Sanghaj
A postai idő: május-27-2024