Што ако стаклените влакна засилени полимер (GFRP) композити би можеле да бидат компостирани на крајот на нивниот корисен живот, покрај децениите на докажани придобивки од намалувањето на тежината, јачината и вкочанетоста, отпорност на корозија и издржливост? Тоа, накратко, е привлечност на технологијата на ABM Composite.
Биоактивно стакло, влакна со голема јачина
Основана во 2014 година, Arctic Biomaterials Oy (Тампере, Финска) разви биоразградливо стаклено влакно направено од таканареченото биоактивно стакло, кое Ари Рослинг, директор на R&D во ABM Composite, ја опишува како „посебна формулација развиена во 1960-тите, што дозволува стакло да се деградира под физиолошки услови. Кога се воведе во телото, стаклото се распаѓа во неговите составни минерални соли, ослободувајќи натриум, магнезиум, фосфати, итн., Со што се создава состојба што го стимулира растот на коските “.
„Има слични својства состаклени влакна без алкали (е-стакло)“ Рослинг рече: „Но, ова биоактивно стакло е тешко да се произведува и влече во влакна, а до сега се користи само како прав или кит. Колку што знаеме, ABM Composite беше првата компанија што направи стаклени влакна со висока јачина од неа на индустриска скала, а ние сега ги користиме овие стаклени влакна Arcbiox X4/5 за зајакнување на разни видови на пластика, вклучително и биоразградливи полимери “.
Медицински импланти
Регионот Тампере, два часа северно од Хелсинки, Финска, е центар за биоразградливи полимери засновани на биоразградливи за медицински апликации од 1980-тите. Рослинг опишува: „Еден од првите комерцијално достапни импланти направени со овие материјали беше произведен во Тампере, и така АБМ Композит го започна својот почеток! која сега е наша медицинска деловна единица “.
„Постојат многу биоразградливи, биоабсорбилни полимери за импланти“. Тој продолжува, „но нивните механички својства се далеку од природна коска. Бевме во можност да ги подобриме овие биоразградливи полимери со цел да му дадеме на имплантантот иста сила како и природната коска “. Рослинг истакна дека стаклените влакна на медицинско одделение Arcbiox со додавање на ABM можат да ги подобрат механичките својства на биоразградливите PLLA полимери за 200% до 500%.
Како резултат, импланти на ABM Composite нудат повисоки перформанси од импланти направени со неискрени полимери, истовремено се и биоабсорбибилни и промовираат формирање и раст на коските. ABM Composite исто така користи автоматски техники за поставување на влакна/влакно за да обезбеди оптимална ориентација на влакна, вклучително и поставување влакна по целата должина на имплантантот, како и поставување дополнителни влакна на потенцијално слаби места.
Домаќинство и технички апликации
Со својата растечка медицинска деловна единица, ABM Composite признава дека био-базирани и биоразградливи полимери можат да се користат и за прибор за прибор за јадење, прибор за јадење и други предмети за домаќинството. „Овие биоразградливи полимери обично имаат лоши механички својства во споредба со пластика базирана на нафта“. Рослинг рече: „Но, ние можеме да ги зајакнеме овие материјали со нашите биоразградливи стаклени влакна, што ги прави практично добра алтернатива на комерцијалните пластика базирана на фосили за широк спектар на технички апликации“.
Како резултат, ABM Composite ја зголеми својата техничка деловна единица, во која сега вработува 60 лица. „Ние нудиме поодржливи решенија за крајот на животот (ЕОЛ)“. Рослинг вели: „Нашиот предлог за вредност е да ги ставиме овие биоразградливи композити во индустриски операции за компостирање каде што се претвораат во почва“. Традиционалниот е-стакло е инертен и нема да се деградира во овие капацитети за компостирање.
Композити со влакна на Arcbiox
ABM Composite разви различни форми на стаклени влакна Arcbiox x4/5 за композитни апликации, одкратки влакнаи соединенија за обликување на инјектирање доконтинуирани влакнаЗа процеси како што се обликување на текстил и пултрузија. Опсегот Arcbiox BSGF комбинира биоразградливи стаклени влакна со био-базирани полиестерски смоли и е достапен во општата технологија оценки и Arcbiox 5 оценки одобрени за употреба во апликации за контакт со храна.
ABM Composite исто така истражуваше различни биоразградливи и био-базирани полимери, вклучувајќи полилактична киселина (PLA), PLLA и полибутилен сукцинат (PBS). Дијаграмот подолу покажува како стаклените влакна X4/5 можат да ги подобрат перформансите за да се натпреваруваат со стандардни полимери засилени со стаклени влакна, како што се полипропилен (ПП), па дури и полиамид 6 (ПА6).
ABM Composite исто така испита различни биоразградливи и био-базирани полимери, вклучувајќи полилактична киселина (PLA), PLLA и полибутилен сукцинат (PBS). Дијаграмот подолу покажува како стаклените влакна X4/5 можат да ги подобрат перформансите за да се натпреваруваат со стандардни полимери засилени со стаклени влакна, како што се полипропилен (ПП), па дури и полиамид 6 (ПА6).
Издржливост и компостабилност
Ако овие композити се биоразградливи, колку долго ќе траат? „Нашите стаклени влакна X4/5 не се раствораат за пет минути или преку ноќ како шеќер, и додека нивните својства ќе се деградираат со текот на времето, нема да биде толку забележливо“. Вели Рослинг, „За ефикасно да се деградираат, потребни ни се зголемени температури и влажност во текот на долг временски период, како што се наоѓаат ин виво или во индустриски компост купови. На пример, тестиравме чаши и чинии направени од нашиот Arcbiox BSGF материјал и тие би можеле да издржат до 200 циклуси на миење садови без да изгубат функционалност. Постои одредена деградација на механичките својства, но не до точката каде чашите се небезбедни за употреба “.
Како и да е, важно е кога овие композити се отстрануваат на крајот на нивниот корисен живот, тие ги исполнуваат стандардните барања потребни за компостирање, а ABM Composite спроведе серија тестови за да докаже дека ги исполнува овие стандарди. „Според ISO стандардите (за индустриско компостирање), биоразградувањето треба да се случи во рок од 6 месеци и да се распаѓа во рок од 3 месеци/90 дена“. Рослинг вели: „Распаѓањето значи ставање на примерокот/производот за тестирање во биомаса или компост. По 90 дена, техничарот ја испитува биомасата користејќи сито. После 12 недели, најмалку 90 % од производот треба да може да помине низ сито од 2 мм × 2 мм “.
Биоразградувањето се одредува со мелење на девицата материјал во прав и мерење на вкупната количина на CO2 објавен по 90 дена. Ова проценува колку од содржината на јаглерод во процесот на компостирање се претвора во вода, биомаса и СО2. „За да се положи тест за индустриско компостирање, мора да се постигне 90 % од теоретскиот 100 % CO2 од процесот на компостирање (засновано на содржина на јаглерод)“.
Рослинг вели дека ABM Composite ги исполни барањата за распаѓање и биоразградување, а тестовите покажаа дека додавањето на неговите X4 стаклени влакна всушност ја подобрува биоразградливоста (види табела погоре), што е само 78% за не -засилена мешавина на PLA, на пример. Тој објаснува, „Сепак, кога беа додадени нашите 30% биоразградливи стаклени влакна, биоразградувањето се зголеми на 94%, додека стапките на деградација останаа добри“.
Како резултат, ABM Composite покажа дека неговите материјали можат да бидат сертифицирани како компостни според EN 13432. Тестовите што неговите материјали до денес ги поминале вклучуваат ISO 14855-1 за конечната аеробна биоразградливост на материјалите под контролирани услови за компостирање, ISO 16929 Тестирање на фитотоксичност, ISO DIN EN 13432.
CO2 објавен за време на компостирање
За време на компостирањето, CO2 е навистина ослободен, но некои остануваат во почвата и потоа се користат од растенија. Компостирањето се изучува со децении, како индустриски процес, така и како процес на компонирање што ослободува помалку CO2 од другите алтернативи за отстранување на отпад, а компостирањето сè уште се смета за процес на намалување на еколошки и јаглерод.
Екотоксичноста вклучува тестирање на биомасата произведена за време на процесот на компостирање и растенијата одгледувани со оваа биомаса. „Ова е да се осигураме дека компостирањето на овие производи не им штети на растечките растенија“. Рече Рослинг. Покрај тоа, ABM Composite покажа дека неговите материјали ги исполнуваат барањата за биоразградливост под услови на компостирање на домови, за кои исто така е потребна 90% биоразградливост, но во период од 12 месеци, во споредба со пократок период за индустриско компостирање.
Индустриски апликации, производство, трошоци и иден раст
Материјалите на ABM Composite се користат во голем број комерцијални апликации, но повеќе не можат да се откријат заради договори за доверливост. „Нарачуваме нашите материјали да одговараат на апликации како што се чаши, чинии, плочи, контејнери за складирање на прибор за јадење и храна“, вели Розлинг, „но тие се користат и како алтернатива на пластика базирана на нафта во козметички контејнери и големи предмети за домаќинството. Неодамна, нашите материјали се избрани за употреба при производство на компоненти во големи инсталации на индустриски машини кои треба да се заменат на секои 2-12 недели. Овие компании признале дека со користење на нашето засилување на стаклени влакна X4, овие механички делови можат да се направат со потребната отпорност на абење и исто така се компостибилни по употреба. Ова е привлечно решение за блиска иднина бидејќи овие компании се соочуваат со предизвик за исполнување на нови регулативи за емисија на животната средина и СО2 “.
Рослинг додаде: „Постои и интерес за користење на нашите континуирани влакна во различни типови ткаенини и неткаени за да се направат структурни компоненти за градежната индустрија. Ние, исто така, гледаме интерес да ги користиме нашите биоразградливи влакна со био-базирани, но не-биоразградливи ПА или ПП и инертен термосет материјали “.
Во моментов, фиберглас X4/5 е поскап од е-стакло, но обемот на производство е исто така релативно мал, а композитот ABM бара голем број на можности за проширување на апликациите и олеснување на рампата до 20,000 тони/година, бидејќи побарувачката расте, што може да помогне во намалувањето на трошоците. Дури и да е така, Рослинг вели дека во многу случаи трошоците поврзани со исполнување на одржливоста и новите регулаторни барања не се целосно разгледани. Во меѓувреме, итноста за заштеда на планетата расте. „Општеството веќе врши притисок за повеќе био-базирани производи“. Тој објаснува: „Постојат многу стимулации за да ги поттикнат технологиите за рециклирање напред, светот треба да се движи побрзо на ова и мислам дека општеството само во иднина ќе го зголеми својот притисок за био-базирани производи“.
LCA и предност за одржливост
Рослинг вели дека материјалите на АБМ Композит ги намалуваат емисиите на стакленички гасови и употребата на необновлива енергија за 50-60 % за килограм. „Ние ја користиме базата на податоци за стапалата на животната средина 2.0, акредитираната база на податоци Габи и пресметките за LCA (анализа на животниот циклус) за нашите производи засновани на методологијата наведена во ISO 14040 и ISO 14044.
„Во моментов, кога композитите ќе го достигнат крајот на нивниот животен циклус, потребна е многу енергија за да се изгори или пиролисе композитен отпад и производи од ЕОЛ, а уништувањето и компостирањето е атрактивна опција, и дефинитивно е една од клучните предлози за вредност што ги нудиме и ние нудиме нов вид рецикбилност.“ Рослинг вели: „Нашата стаклена стакло е направена од природни минерални компоненти кои се веќе присутни во почвата. Па, зошто да не ги компостирате композитните компоненти на EOL, или да ги растворите влакна од неразградливи композити по согорување и да ги користите како ѓубриво? Ова е опција за рециклирање на вистински глобален интерес “.
Shanghai Orisen Нова материјална технологија копродукции, Ltd
М: +86 18683776368 (исто така WhatsApp)
Т: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адреса: Бр.398 Нов зелен пат Ксинбанг Таун Сонџианг област, Шангај
Време на објавување: мај-27-2024 година