유리 섬유 강화 폴리머 (GFRP) 복합재가 체중 감소, 강도 및 강성, 부식성 및 내구성의 수십 년 동안 입증 된 이점 외에도 유용한 수명이 끝날 때 퇴비화 될 수 있다면 어떨까요? 그것은 간단히 말해서 ABM Composite의 기술의 매력입니다.
생물 활성 유리, 고강도 섬유
2014 년에 설립 된 Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finland)는 소위 생물 활성 유리로 만든 생분해 성 유리 섬유를 개발하여 ABM 복합재의 R & D 감독 인 Ari Rosling은“1960 년대에 생리 학적 조건 하에서 유리를 저하시킬 수있는 특수 공식으로 설명합니다. 신체에 도입되면 유리는 구성된 미네랄 염으로 분해되어 나트륨, 마그네슘, 인산염 등을 방출하여 뼈 성장을 자극하는 상태를 만듭니다.”
“비슷한 속성이 있습니다알칼리가없는 유리 섬유 (e-glass).” Rosling은 다음과 같이 말했습니다.“그러나이 생물 활성 유리는 섬유로 제조하고 그리기가 어렵고 지금까지는 분말이나 퍼티로만 사용되었습니다. 우리가 아는 한, ABM Composite는 산업 규모로 고강도 유리 섬유를 만드는 최초의 회사였으며, 현재이 Arcbiox X4/5 유리 섬유를 사용하여 생분해 성 폴리머를 포함한 다양한 유형의 플라스틱을 강화하고 있습니다.
의료 임플란트
핀란드 헬싱키에서 북쪽으로 2 시간 동안 탬퍼 지역은 1980 년대부터 의료 응용 분야의 생물 기반 생분해 성 폴리머의 중심지였습니다. Rosling은 다음과 같이 설명합니다.“이러한 재료로 만든 최초의 상업적으로 이용 가능한 임플란트 중 하나는 Tampere에서 생산되었으며 ABM 복합재가 시작된 방식입니다! 지금은 우리의 의료 사업 단위입니다.”
"임플란트에는 생분해 성, 생체 흡수성 중합체가 많이 있습니다." 그는 이렇게 말합니다.“그러나 그들의 기계적 특성은 자연 뼈와는 거리가 멀다. 우리는 임플란트에 자연 뼈와 동일한 강도를 제공하기 위해 이러한 생분해 성 폴리머를 향상시킬 수있었습니다.” Rosling은 ABM을 첨가하는 의료 등급 Acbiox 유리 섬유가 생분해 성 PLLA 폴리머의 기계적 특성을 200% 내지 500% 향상시킬 수 있다고 지적했다.
결과적으로, ABM 복합재의 임플란트는 강화되지 않은 폴리머로 만든 임플란트보다 더 높은 성능을 제공하는 동시에 생체 흡수 가능하고 뼈 형성 및 성장을 촉진합니다. ABM 복합재는 또한 자동화 된 섬유/스트랜드 배치 기술을 사용하여 임플란트의 전체 길이를 따라 섬유를 배치하고 잠재적으로 약한 지점에 추가 섬유를 배치하는 것을 포함하여 최적의 섬유 방향을 보장합니다.
가구 및 기술 응용 프로그램
ABM Composite는 의료 사업부가 증가함에 따라 바이오 기반 및 생분해 성 폴리머가 주방 용품, 칼 및 기타 가정 품목에도 사용될 수 있음을 인식합니다. "이들 생분해 성 폴리머는 일반적으로 석유 기반 플라스틱에 비해 기계적 특성이 열악하다." Rosling은 다음과 같이 말했습니다 : 그러나 우리는 생분해 성 유리 섬유로 이러한 재료를 강화하여 광범위한 기술 응용 프로그램을위한 화석 기반 상업용 플라스틱에 대한 좋은 대안입니다. "
결과적으로 ABM Composite는 기술 사업 단위를 늘리고 현재 60 명을 고용하고 있습니다. "우리는보다 지속 가능한 수명 종료 (EOL) 솔루션을 제공합니다." Rosling은“우리의 가치 제안은 이러한 생분해 성 복합물을 토양으로 바꾸는 산업용 퇴비 작업에 넣는 것입니다.”라고 말합니다. 전통적인 e-glass는 불활성이며 이러한 퇴비 시설에서는 저하되지 않습니다.
Arcbiox 섬유 복합재
ABM Composite는 복합 응용 분야를 위해 다양한 형태의 Arcbiox X4/5 유리 섬유를 개발했습니다.바로 가기 섬유및 주입 성형 화합물로연속 섬유섬유 및 펄트 성형과 같은 프로세스의 경우. Arcbiox BSGF 범위는 생분해 성 유리 섬유와 바이오 기반 폴리 에스테르 수지를 결합하며 일반적인 기술 등급 및 식품 접점 응용 프로그램에 사용하도록 승인 된 Arcbiox 5 등급으로 제공됩니다.
ABM 복합재는 또한 폴리 락트산 (PLA), PLLA 및 폴리 부틸렌 석시 네이트 (PBS)를 포함하는 다양한 생분해 성 및 바이오 기반 중합체를 조사 하였다. 아래 다이어그램은 X4/5 유리 섬유가 폴리 프로필렌 (PP) 및 폴리 아미드 6 (PA6)과 같은 표준 유리 섬유 강화 중합체와 경쟁하기 위해 성능을 향상시킬 수있는 방법을 보여줍니다.
ABM 복합재는 또한 폴리 락트산 (PLA), PLLA 및 폴리 부틸렌 석시 네이트 (PBS)를 포함한 다양한 생분해 성 및 바이오 기반 중합체를 조사 하였다. 아래 다이어그램은 X4/5 유리 섬유가 폴리 프로필렌 (PP) 및 폴리 아미드 6 (PA6)과 같은 표준 유리 섬유 강화 중합체와 경쟁하기 위해 성능을 향상시킬 수있는 방법을 보여줍니다.
내구성 및 퇴비
이러한 복합재가 생분해 성이라면 얼마나 오래 지속됩니까? "X4/5 유리 섬유는 설탕처럼 5 분 또는 밤새 녹지 않으며, 시간이 지남에 따라 속성이 저하되지만 눈에 띄지 않을 것입니다." Rosling은 다음과 같이 말합니다.“생체 내 또는 산업용 퇴비 파일에서 발견되는 것처럼 장기간 고온과 습도가 효과적으로 저하됩니다. 예를 들어, 우리는 Arcbiox BSGF 재료로 만든 컵과 그릇을 테스트했으며 기능을 잃지 않고 최대 200 개의 식기 세척주기를 견딜 수 있습니다. 기계적 특성의 저하가 있지만 컵이 사용하기에 안전하지 않은 지점까지는 아닙니다.”
그러나 이러한 복합재가 유용한 수명이 끝날 때 폐기되면 퇴비에 필요한 표준 요구 사항을 충족하고 ABM 복합재는 이러한 표준을 충족한다는 것을 증명하기 위해 일련의 테스트를 수행하는 것이 중요합니다. "ISO 표준 (산업 퇴비의 경우)에 따르면 생분해는 6 개월 이내에 발생하고 3 개월/90 일 이내에 분해해야합니다." Rosling은 다음과 같이 말합니다.“분해는 테스트 샘플/제품을 바이오 매스 또는 퇴비에 배치하는 것을 의미합니다. 90 일 후, 기술자는 체를 사용하여 바이오 매스를 검사합니다. 12 주 후, 제품의 90 % 이상이 2mm × 2mm 체를 통과 할 수 있어야합니다.”
생분해는 처녀 물질을 분말로 분쇄하고 90 일 후 방출 된 총 CO2의 양을 측정함으로써 결정된다. 이것은 퇴비 공정의 탄소 함량이 물, 바이오 매스 및 CO2로 변환되는 양을 평가합니다. "산업용 퇴비 테스트를 통과하려면 퇴비 공정에서 이론적 인 100 % CO2의 90 %가 달성되어야합니다 (탄소 함량에 따라).
Rosling은 ABM 복합재가 분해 및 생분해 요구 사항을 충족했으며, 테스트에 따르면 X4 유리 섬유의 추가는 실제로 강화되지 않은 PLA 블렌드의 경우 78%에 불과한 생분해 성을 향상시키는 것으로 나타났습니다 (위 표 참조). 그러나 그는 설명했다. 그러나 30% 생분해 성 유리 섬유가 첨가되었을 때 생분해는 94%로 증가한 반면, 분해 속도는 양호한 상태로 유지되었다”고 설명했다.
결과적으로 ABM 복합재는 EN 13432에 따라 재료의 재료가 퇴비화 가능한 것으로 인증 될 수 있음을 입증했습니다. 현재까지 재료가 통과 한 테스트에는 제어 된 퇴비 조건 하에서 재료의 최종 호기성 생분해 성, 곡예 방제 분해, 화학 요구 사항에 대한 ISO 13432에 대한 ISO 13432 및 OECD 208의 ISO Din En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En En Enso는 ISO 14855-1을 포함합니다. EN 13432.
퇴비 중에 방출 된 CO2
퇴비 동안, CO2는 실제로 방출되지만 일부는 토양에 남아 있으며 식물에 의해 사용됩니다. 퇴비화는 산업 공정과 다른 폐기물 처리 대안보다 CO2를 적게 방출하는 포스트 퇴비 과정으로 수십 년 동안 연구되어 왔으며 퇴비화는 여전히 환경 친화적이며 탄소 발자국 감소 공정으로 간주됩니다.
생태 독성은 퇴비 과정에서 생성 된 바이오 매스 와이 바이오 매스로 자란 식물을 테스트하는 것을 포함합니다. "이것은 이러한 제품 퇴비화가 성장하는 식물에 해를 끼치 지 않도록하기위한 것입니다." 로슬링이 말했다. 또한 ABM 복합재는 자사의 재료가 가정용 퇴비 조건 하에서 생분해 요건을 충족시키는 것으로 나타 났으며, 이는 산업용 퇴비의 짧은 기간에 비해 90%의 생분해가 필요하지만 12 개월 기간 동안 필요합니다.
산업 응용, 생산, 비용 및 미래 성장
ABM Composite의 자료는 다수의 상업용 응용 프로그램에 사용되지만 기밀 유지 계약으로 인해 더 많은 것을 밝힐 수 없습니다. Rosling은“우리는 컵, 접시, 접시, 칼 및 식품 저장 용기와 같은 응용 프로그램에 적합한 자료를 주문하지만 화장품 용기 및 대형 가정 용품의 석유 기반 플라스틱의 대안으로 사용됩니다. 최근에, 당사의 재료는 2-12 주마다 교체 해야하는 대형 산업 기계 설치에서 부품 제조에 사용하기 위해 선택되었습니다. 이 회사들은 당사의 X4 유리 섬유 강화를 사용함으로써 이러한 기계적 부품은 필요한 내마모성으로 만들 수 있으며 사용 후에도 퇴비화 가능하다는 것을 인식했습니다. 이 회사들은 새로운 환경 및 CO2 배출 규정을 충족시키는 데 어려움을 겪고 있기 때문에 가까운 미래에 매력적인 솔루션입니다.”
Rosling은 다음과 같이 덧붙였습니다.“건설 산업의 구조적 구성 요소를 만들기 위해 다양한 유형의 직물 및 비 천에서 연속 섬유를 사용하는 데 관심이 높아지고 있습니다. 우리는 또한 바이오 기반이지만 생분해성 PA 또는 PP 및 불활성 열경화물 재료를 갖춘 생분해 성 섬유를 사용하는 데 관심이 있습니다.”
현재 X4/5 유리 섬유는 E-Glass보다 비싸지 만 생산량은 상대적으로 작으며 ABM 복합재는 응용 프로그램을 확장하고 수요가 증가함에 따라 20,000 톤으로 증가 할 수있는 많은 기회를 추구하고 있으며, 이는 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 Rosling은 많은 경우 지속 가능성 및 새로운 규제 요구 사항을 충족하는 것과 관련된 비용이 완전히 고려되지 않았다고 말합니다. 한편, 지구를 구하는 시급성이 커지고 있습니다. "사회는 이미 더 많은 바이오 기반 제품을 추진하고 있습니다." 그는 다음과 같이 설명합니다.“재활용 기술을 앞으로 나아가는 데 많은 인센티브가 있으며, 세계는 이것에 대해 더 빨리 움직여야하며 사회는 미래에 바이오 기반 제품에 대한 추진을 증가시킬 것이라고 생각합니다.
LCA 및 지속 가능성 이점
Rosling은 ABM Composite의 재료는 온실 가스 배출량과 재생 불가능한 에너지 사용을 킬로그램 당 50-60 % 줄였습니다. “우리는 ISO 14040 및 ISO 14044 ″에 요약 된 방법론을 기반으로 제품에 대한 환경 발자국 데이터베이스 2.0, 공인 GABI 데이터 세트 및 LCA (수명주기 분석) 계산을 사용합니다.
“현재 복합재가 수명주기의 끝에 도달하면 복합 폐기물 및 EOL 제품을 소각하거나 불꽃을 일으키는 데 많은 에너지가 필요하며 파쇄 및 퇴비화는 매력적인 옵션이며, 우리가 제공하는 주요 가치 제안 중 하나이며 새로운 유형의 재활용 성을 제공하고 있습니다. " Rosling은 다음과 같이 말합니다. 그렇다면 퇴비 EOL 복합 성분 또는 소각 후 비 분해성 복합재에서 섬유를 녹여 비료로 사용하지 않겠습니까? 이것은 실제 글로벌 관심의 재활용 옵션입니다.”
상하이 Orisen New Material Technology Co., Ltd
M : +86 18683776368 (WhatsApp)
T : +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
주소 : No.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
시간 후 : 5 월 27-2024 년