Шыны талшықты арматураланған полимерлік (GFRP) композиттері салмақты азайту, беріктік пен қаттылық, коррозияға төзімділік пен беріктіктің ондаған жылдар бойы дәлелденген артықшылықтарына қоса, пайдалы қызмет мерзімінің соңында компосттауға болатын болса ше? Бұл, қысқаша айтқанда, ABM Composite технологиясының тартымдылығы.
Биоактивті шыны, жоғары беріктік талшықтары
2014 жылы негізі қаланған Arctic Biomaterials Oy (Тампере, Финляндия) биоактивті шыныдан жасалған биологиялық ыдырайтын шыны талшықты жасап шығарды, оны ABM Composite компаниясының ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық даму жөніндегі директоры Ари Рослинг «1960-жылдары әйнекті өңдеуге мүмкіндік беретін арнайы формула» деп сипаттайды. физиологиялық жағдайларда бұзылады. Денеге енгізілгенде шыны оның құрамдас минералды тұздарына ыдырап, натрий, магний, фосфаттар және т.б. босатады, осылайша сүйек өсуін ынталандыратын жағдай жасайды».
«Оның ұқсас қасиеттері барсілтісіз шыны талшық (E-әйнек).” Рослинг: «Бірақ бұл биоактивті шыны жасау және талшықтарға тарту қиын, және осы уақытқа дейін ол тек ұнтақ немесе замазка ретінде қолданылған. Біздің білуімізше, ABM Composite одан өнеркәсіптік ауқымда беріктігі жоғары шыны талшықтарды шығарған бірінші компания болды және біз қазір осы ArcBiox X4/5 шыны талшықтарын әртүрлі пластик түрлерін, соның ішінде биологиялық ыдырайтын полимерлерді нығайту үшін қолданамыз».
Медициналық имплантанттар
Хельсинкиден (Финляндия) солтүстікке қарай екі сағаттық жерде орналасқан Тампере аймағы 1980 жылдардан бері медициналық қолдану үшін биологиялық ыдырайтын полимерлер орталығы болды. Рослинг былай сипаттайды: «Осы материалдардан жасалған алғашқы коммерциялық қол жетімді импланттардың бірі Тампереде шығарылды және ABM Composite осылай басталды! ол қазір біздің медициналық бөлімше болып табылады».
«Импланттарға арналған көптеген биологиялық ыдырайтын, биосіңірілетін полимерлер бар». Ол жалғастырады, «бірақ олардың механикалық қасиеттері табиғи сүйектен алыс. Имплантқа табиғи сүйек сияқты беріктік беру үшін біз осы биологиялық ыдырайтын полимерлерді жақсарта алдық». Рослинг ABM қосылған медициналық дәрежедегі ArcBiox шыны талшықтары биологиялық ыдырайтын PLLA полимерлерінің механикалық қасиеттерін 200%-дан 500%-ға дейін жақсарта алатынын атап өтті.
Нәтижесінде, ABM Composite импланттары күшейтілмеген полимерлерден жасалған импланттарға қарағанда жоғары өнімділікті ұсынады, сонымен бірге биосіңіріледі және сүйектің қалыптасуы мен өсуіне ықпал етеді. Сондай-ақ, ABM Composite талшықтың оңтайлы бағдарын қамтамасыз ету үшін талшықтарды/жіптерді орналастырудың автоматтандырылған әдістерін пайдаланады, соның ішінде импланттың бүкіл ұзындығы бойынша талшықтарды төсеу, сондай-ақ ықтимал әлсіз жерлерге қосымша талшықтарды орналастыру.
Тұрмыстық және техникалық қолдану
Өсіп келе жатқан медициналық бөлімшесінің арқасында ABM Composite био-негізделген және биологиялық ыдырайтын полимерлерді ас үй ыдыстары, ас құралдары және басқа да тұрмыстық заттар үшін де қолдануға болатынын мойындайды. «Бұл биологиялық ыдырайтын полимерлер әдетте мұнай негізіндегі пластмассалармен салыстырғанда нашар механикалық қасиеттерге ие». Рослинг: «Бірақ біз бұл материалдарды биологиялық ыдырайтын шыны талшықтармен нығайта аламыз, бұл оларды техникалық қолданбалардың кең ауқымы үшін қазба негізіндегі коммерциялық пластиктерге жақсы балама жасай аламыз», - деді.
Нәтижесінде ABM Composite техникалық бөлімшесін ұлғайтты, қазір онда 60 адам жұмыс істейді. «Біз қызмет ету мерзімінің соңы (EOL) тұрақты шешімдерін ұсынамыз». Рослинг: «Біздің құнды ұсынысымыз - бұл биоыдырайтын композиттерді өнеркәсіптік компосттау операцияларына енгізу, олар топыраққа айналады». Дәстүрлі электронды шыны инертті және бұл компосттау қондырғыларында бұзылмайды.
ArcBiox талшықты композиттері
ABM Composite композиттік қолданбаларға арналған ArcBiox X4/5 шыны талшықтарының әртүрлі формаларын әзірледі.қысқа кесілген талшықтаржәне инъекциялық қалыптау қоспаларыүздіксіз талшықтартоқыма және пультрузиялық қалыптау сияқты процестер үшін. ArcBiox BSGF ассортименті биологиялық ыдырайтын шыны талшықтарды био негізіндегі полиэфирлі шайырлармен біріктіреді және тамақ өнімдерімен байланыста қолдануға рұқсат етілген жалпы технологиялық және ArcBiox 5 сорттарында қол жетімді.
ABM Composite сонымен қатар полилактикалық қышқыл (PLA), PLLA және полибутилен сукцинатын (PBS) қоса алғанда, биологиялық ыдырайтын және био негізіндегі әртүрлі полимерлерді зерттеді. Төмендегі диаграмма X4/5 шыны талшықтарының полипропилен (PP) және тіпті полиамид 6 (PA6) сияқты стандартты шыны талшықты күшейтілген полимерлермен бәсекелесу үшін өнімділікті қалай жақсарта алатынын көрсетеді.
ABM Composite сонымен қатар полилактикалық қышқылды (PLA), PLLA және полибутилен сукцинатын (PBS) қоса алғанда, биологиялық ыдырайтын және био негізіндегі әртүрлі полимерлерді зерттеді. Төмендегі диаграмма X4/5 шыны талшықтарының полипропилен (PP) және тіпті полиамид 6 (PA6) сияқты стандартты шыны талшықты күшейтілген полимерлермен бәсекелесу үшін өнімділікті қалай жақсарта алатынын көрсетеді.
Төзімділік және компосттілік
Егер бұл композиттер биологиялық ыдырайтын болса, олар қанша уақытқа созылады? «Біздің X4/5 шыны талшықтары қант сияқты бес минутта немесе бір түнде ерімейді, және олардың қасиеттері уақыт өте келе нашарлағанымен, ол соншалықты байқалмайды». Рослинг былай дейді: «Тиімді деградация үшін бізге in vivo немесе өнеркәсіптік компост үйінділеріндегідей ұзақ уақыт бойы жоғары температура мен ылғалдылық қажет. Мысалы, біз ArcBiox BSGF материалынан жасалған шыныаяқтар мен тостағандарды сынадық және олар функционалдығын жоғалтпай 200 ыдыс жуу цикліне төтеп бере алды. Механикалық қасиеттердің біршама нашарлауы бар, бірақ шыныаяқтарды пайдалану қауіпті болатындай емес».
Дегенмен, бұл композиттер пайдалы қызмет мерзімінің соңында жойылған кезде олардың компосттау үшін қажетті стандарт талаптарына сай болуы маңызды және ABM Composite оның осы стандарттарға сәйкес келетінін дәлелдеу үшін бірқатар сынақтар жүргізді. «ISO стандарттарына сәйкес (өнеркәсіптік компосттау үшін) биодеградация 6 ай ішінде және ыдырау 3 ай/90 күн ішінде болуы керек». Рослинг былай дейді: «Ыдырау сынақ үлгісін/өнімді биомассаға немесе компостқа орналастыруды білдіреді. 90 күннен кейін техник елеуіш арқылы биомассаны зерттейді. 12 аптадан кейін өнімнің кем дегенде 90 пайызы 2 мм × 2 мм електен өтуі керек».
Биодеградация тың материалды ұнтақ күйінде ұнтақтау және 90 күннен кейін бөлінетін СО2 жалпы мөлшерін өлшеу арқылы анықталады. Бұл компосттау процесіндегі көміртегінің қанша бөлігі суға, биомассаға және СО2-ге айналатынын бағалайды. «Өнеркәсіптік компосттау сынағынан өту үшін компосттау процесіндегі теориялық 100 пайыздық СО2-нің 90 пайызына қол жеткізу керек (көміртегі мазмұнына негізделген)».
Рослинг ABM Composite ыдырау және биодеградация талаптарына жауап бергенін және сынақтар оның X4 шыны талшығының қосылуы шын мәнінде биологиялық ыдырауды жақсартатынын көрсетті (жоғарыдағы кестені қараңыз), мысалы, күшейтілмеген PLA қоспасы үшін бұл тек 78% құрайды. Ол былай деп түсіндіреді: «Алайда, біздің 30% биологиялық ыдырайтын шыны талшықтарымыз қосылғанда, биодеградация 94% дейін өсті, ал ыдырау көрсеткіштері жақсы болып қалды».
Нәтижесінде, ABM Composite оның материалдарын EN 13432 стандартына сәйкес компостталатын ретінде сертификаттауға болатындығын көрсетті. Оның материалдары бүгінгі күнге дейін өткен сынақтарға бақыланатын компосттау жағдайында материалдардың соңғы аэробты биоыдырағыштығына арналған ISO 14855-1, аэробтық үшін ISO 16929 кіреді. бақыланатын ыдырау, химиялық талаптарға арналған ISO DIN EN 13432 және фитоуыттылық сынағы үшін OECD 208, ISO DIN EN 13432.
Компосттау кезінде бөлінетін СО2
Компосттау кезінде СО2 шынымен де шығарылады, бірақ бір бөлігі топырақта қалады, содан кейін өсімдіктер оны пайдаланады. Компосттау ондаған жылдар бойы өнеркәсіптік процесс ретінде де, басқа қалдықтарды кәдеге жарату баламаларына қарағанда СО2 аз шығаратын компосттан кейінгі процесс ретінде де зерттелді және компосттау әлі күнге дейін экологиялық таза және көміртегі іздерін азайту процесі болып саналады.
Экоуыттылық компосттау процесінде өндірілген биомассаны және осы биомассамен өсірілген өсімдіктерді сынауды қамтиды. «Бұл осы өнімдерді компосттау өсіп келе жатқан өсімдіктерге зиян келтірмейтініне көз жеткізу үшін». - деді Рослинг. Сонымен қатар, ABM Composite оның материалдары өнеркәсіптік компосттау үшін қысқа мерзіммен салыстырғанда 90% биодеградацияны қажет ететін, бірақ 12 айлық кезең ішінде үйдегі компосттау жағдайында биодеградация талаптарына сәйкес келетінін көрсетті.
Өнеркәсіптік қолданбалар, өндіріс, шығындар және болашақ өсу
ABM Composite материалдары бірқатар коммерциялық қолданбаларда пайдаланылады, бірақ құпиялылық келісімдеріне байланысты көбірек мәліметтерді ашу мүмкін емес. «Біз материалдарымызға шыныаяқтар, тәрелкелер, табақтар, ас құралдары және азық-түлік сақтауға арналған контейнерлер сияқты қолданбаларға тапсырыс береміз, - дейді Рослинг, - бірақ олар косметикалық контейнерлер мен үлкен тұрмыстық заттардағы мұнай негізіндегі пластмассаларға балама ретінде де қолданылады. Жақында біздің материалдар 2-12 апта сайын ауыстыруды қажет ететін ірі өнеркәсіптік машина қондырғыларында бөлшектерді өндіруде пайдалану үшін таңдалды. Бұл компаниялар X4 шыны талшықты арматураны пайдалану арқылы бұл механикалық бөлшектерді қажетті тозуға төзімділікпен жасауға болатынын және пайдаланғаннан кейін компосттауға болатынын мойындады. Бұл жақын болашақ үшін тартымды шешім, өйткені бұл компаниялар қоршаған ортаға және СО2 шығарындыларына жаңа ережелерді сақтау мәселесіне тап болады ».
Рослинг былай деп қосты: «Сонымен қатар құрылыс индустриясы үшін құрылымдық компоненттерді жасау үшін әртүрлі маталар мен тоқыма емес материалдарда біздің үздіксіз талшықтарымызды пайдалануға қызығушылық артып келеді. Біз сондай-ақ биологиялық ыдырайтын талшықтарымызды био негізіндегі, бірақ биоыдырамайтын PA немесе PP және инертті термосеттік материалдармен пайдалануға қызығушылық танытып отырмыз».
Қазіргі уақытта X4/5 шыны талшықтары E-әйнегіне қарағанда қымбатырақ, бірақ өндіріс көлемі де салыстырмалы түрде аз, және ABM Composite қосымшаларды кеңейту және сұраныстың өсуіне қарай жылына 20 000 тоннаға дейін өсуді жеңілдету үшін бірқатар мүмкіндіктерді іздейді. бұл да шығындарды азайтуға көмектесуі мүмкін. Осыған қарамастан, Рослинг көптеген жағдайларда тұрақтылық пен жаңа нормативтік талаптарды қанағаттандыруға байланысты шығындар толығымен қарастырылмағанын айтады. Осы уақытта планетаны құтқарудың өзектілігі артып келеді. «Қоғам қазірдің өзінде био-негізделген өнімдерге көбірек ұмтылуда». Ол былай деп түсіндіреді: «Қайта өңдеу технологияларын алға жылжыту үшін көптеген ынталандырулар бар, әлем бұл бағытта тезірек қозғалуы керек және менің ойымша, қоғам болашақта био негізіндегі өнімдерге деген ынтасын арттырады».
LCA және тұрақтылық артықшылығы
Рослингтің айтуынша, ABM Composite материалдары парниктік газдар шығарындыларын және жаңартылмайтын энергияны пайдалануды килограммына 50-60 пайызға азайтады. «Біз ISO 14040 және ISO 14044 стандартында баяндалған әдіснамаға негізделген өнімдеріміз үшін Environmental Footprint Database 2.0, аккредиттелген GaBi деректер жинағын және LCA (Life Cycle Analysis) есептеулерін қолданамыз».
«Қазіргі уақытта композиттер өмірлік циклінің соңына жеткенде, композиттік қалдықтар мен EOL өнімдерін өртеу немесе пиролиздеу үшін көп энергия қажет, ал ұсақтау және компосттау тартымды нұсқа болып табылады және бұл біз ұсынатын маңызды құндылық ұсыныстардың бірі. және біз қайта өңдеудің жаңа түрін қамтамасыз етеміз. Рослинг былай дейді: «Біздің шыны талшықтар топырақта бұрыннан бар табиғи минералды компоненттерден жасалған. Неліктен EOL композиттік компоненттерін компост жасамасқа немесе өртенгеннен кейін ыдырамайтын композиттерден талшықтарды ерітіп, оларды тыңайтқыш ретінде пайдаланбасқа? Бұл нақты жаһандық қызығушылық тудыратын қайта өңдеу нұсқасы ».
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
М: +86 18683776368(сонымен қатар WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Мекен-жайы: NO.398 Жаңа жасыл жол Xinbang Town Songjiang ауданы, Шанхай
Хабарлама уақыты: 27 мамыр 2024 ж