ग्लास फायबर रिइन्फोर्स्ड पॉलिमर (GFRP) कंपोझिटचे वजन कमी करणे, ताकद आणि कडकपणा, गंज प्रतिकार आणि टिकाऊपणा या दशकांच्या सिद्ध फायद्यांव्यतिरिक्त, त्यांच्या उपयुक्त आयुष्याच्या शेवटी कंपोस्ट केले जाऊ शकते तर? ते, थोडक्यात, ABM Composite च्या तंत्रज्ञानाचे आकर्षण आहे.
बायोएक्टिव्ह ग्लास, उच्च शक्तीचे तंतू
2014 मध्ये स्थापित, आर्क्टिक बायोमटेरिअल्स ओय (टॅम्पेरे, फिनलंड) ने तथाकथित बायोएक्टिव्ह ग्लासपासून बनविलेले बायोडिग्रेडेबल ग्लास फायबर विकसित केले आहे, ज्याचे वर्णन एबीएम कंपोझिटचे आर अँड डी डायरेक्टर एरी रोझलिंग यांनी केले आहे, "1960 मध्ये विकसित केलेले एक विशेष फॉर्म्युलेशन जे काचेला परवानगी देते. शारीरिक स्थितीत अधोगती होणे. शरीरात प्रवेश केल्यावर, काच त्याच्या घटक खनिज क्षारांमध्ये मोडते, सोडियम, मॅग्नेशियम, फॉस्फेट्स इत्यादी सोडते, अशा प्रकारे हाडांच्या वाढीस चालना देणारी स्थिती निर्माण करते.
"त्यात समान गुणधर्म आहेतअल्कली-मुक्त ग्लास फायबर (ई-ग्लास).” रोझलिंग म्हणाले, “परंतु हा बायोएक्टिव्ह ग्लास तयार करणे आणि तंतूंमध्ये काढणे कठीण आहे आणि आतापर्यंत ते फक्त पावडर किंवा पुटी म्हणून वापरले जात आहे. आमच्या माहितीनुसार, ABM Composite ही पहिली कंपनी होती ज्याने औद्योगिक स्तरावर उच्च-शक्तीचे काचेचे तंतू बनवले आणि आता आम्ही या ArcBiox X4/5 ग्लास फायबरचा वापर बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरसह विविध प्रकारच्या प्लास्टिकला बळकट करण्यासाठी करत आहोत.
वैद्यकीय रोपण
हेलसिंकी, फिनलंडपासून दोन तास उत्तरेला असलेला टॅम्पेरे प्रदेश 1980 पासून वैद्यकीय अनुप्रयोगांसाठी जैव-आधारित बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरचे केंद्र आहे. रोझलिंग वर्णन करतात, “या सामग्रीसह बनवलेले पहिले व्यावसायिकरित्या उपलब्ध रोपण टॅम्पेरेमध्ये तयार केले गेले होते आणि अशा प्रकारे एबीएम कंपोझिटची सुरुवात झाली! जे आता आमचे वैद्यकीय व्यवसाय युनिट आहे.”
"इम्प्लांटसाठी अनेक बायोडिग्रेडेबल, जैव शोषण्यायोग्य पॉलिमर आहेत." ते पुढे म्हणतात, “परंतु त्यांचे यांत्रिक गुणधर्म नैसर्गिक हाडांपासून दूर आहेत. इम्प्लांटला नैसर्गिक हाडांप्रमाणे ताकद देण्यासाठी आम्ही हे बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर वाढवू शकलो.” रॉसलिंग यांनी नमूद केले की मेडिकल ग्रेड ArcBiox ग्लास तंतू ABM च्या जोडणीमुळे बायोडिग्रेडेबल PLLA पॉलिमरचे यांत्रिक गुणधर्म 200% ते 500% पर्यंत सुधारू शकतात.
परिणामी, एबीएम कंपोझिटचे प्रत्यारोपण अप्रबलित पॉलिमरसह बनवलेल्या प्रत्यारोपणापेक्षा उच्च कार्यक्षमता देतात, तसेच जैव शोषण्यायोग्य असतात आणि हाडांच्या निर्मिती आणि वाढीस प्रोत्साहन देतात. इम्प्लांटच्या संपूर्ण लांबीवर फायबर घालणे, तसेच संभाव्य कमकुवत ठिकाणी अतिरिक्त फायबर ठेवणे यासह इष्टतम फायबर अभिमुखता सुनिश्चित करण्यासाठी ABM कंपोझिट स्वयंचलित फायबर/स्ट्रँड प्लेसमेंट तंत्राचा वापर करते.
घरगुती आणि तांत्रिक अनुप्रयोग
त्याच्या वाढत्या वैद्यकीय व्यवसायाच्या युनिटसह, ABM Composite हे ओळखते की बायो-आधारित आणि बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरचा वापर किचनवेअर, कटलरी आणि इतर घरगुती वस्तूंसाठी देखील केला जाऊ शकतो. "या बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरमध्ये सामान्यत: पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिकच्या तुलनेत खराब यांत्रिक गुणधर्म असतात." रोझलिंग म्हणाले, "परंतु आम्ही आमच्या बायोडिग्रेडेबल काचेच्या तंतूंच्या साहाय्याने या सामग्रीला अधिक मजबूत करू शकतो, ज्यामुळे ते तांत्रिक अनुप्रयोगांच्या विस्तृत श्रेणीसाठी जीवाश्म-आधारित व्यावसायिक प्लास्टिकसाठी अक्षरशः एक चांगला पर्याय बनू शकतात".
परिणामी, एबीएम कंपोझिटने आपले तांत्रिक व्यवसाय युनिट वाढवले आहे, जे आता 60 लोकांना रोजगार देते. "आम्ही अधिक टिकाऊ एंड-ऑफ-लाइफ (EOL) उपाय ऑफर करतो." रोझलिंग म्हणतात, "या बायोडिग्रेडेबल कंपोझिटला औद्योगिक कंपोस्टिंग ऑपरेशन्समध्ये टाकणे हे आमचे मूल्य प्रस्ताव आहे जेथे ते मातीत बदलतात." पारंपारिक ई-ग्लास निष्क्रिय आहे आणि या कंपोस्टिंग सुविधांमध्ये खराब होणार नाही.
आर्कबायॉक्स फायबर कंपोझिट
ABM Composite ने संमिश्र अनुप्रयोगांसाठी ArcBiox X4/5 ग्लास फायबरचे विविध प्रकार विकसित केले आहेत, पासूनशॉर्ट-कट तंतूआणि इंजेक्शन मोल्डिंग संयुगेसतत तंतूटेक्सटाईल आणि पल्ट्र्यूशन मोल्डिंग सारख्या प्रक्रियांसाठी. ArcBiox BSGF श्रेणी जैव-आधारित पॉलिस्टर रेजिनसह बायोडिग्रेडेबल ग्लास फायबर एकत्र करते आणि सामान्य तंत्रज्ञान ग्रेड आणि ArcBiox 5 ग्रेडमध्ये उपलब्ध आहे जे अन्न संपर्क अनुप्रयोगांमध्ये वापरण्यासाठी मंजूर आहे.
एबीएम कंपोझिटने पॉलिलेक्टिक ऍसिड (पीएलए), पीएलएलए आणि पॉलीब्युटीलीन सक्सीनेट (पीबीएस) यासह विविध प्रकारच्या जैवविघटनशील आणि जैव-आधारित पॉलिमरची तपासणी केली आहे. खालील आकृती दाखवते की X4/5 ग्लास तंतू मानक ग्लास फायबर प्रबलित पॉलिमर जसे की पॉलीप्रॉपिलीन (PP) आणि अगदी पॉलिमाइड 6 (PA6) यांच्याशी स्पर्धा करण्यासाठी कार्यप्रदर्शन कसे सुधारू शकतात.
एबीएम कंपोझिटने पॉलिलेक्टिक ऍसिड (पीएलए), पीएलएलए आणि पॉलीब्युटीलीन सक्सीनेट (पीबीएस) यासह विविध प्रकारच्या जैवविघटनशील आणि जैव-आधारित पॉलिमरची तपासणी केली आहे. खालील आकृती दाखवते की X4/5 ग्लास तंतू मानक ग्लास फायबर प्रबलित पॉलिमर जसे की पॉलीप्रॉपिलीन (PP) आणि अगदी पॉलिमाइड 6 (PA6) यांच्याशी स्पर्धा करण्यासाठी कार्यप्रदर्शन कसे सुधारू शकतात.
टिकाऊपणा आणि कंपोस्टेबिलिटी
जर हे संमिश्र बायोडिग्रेडेबल असतील तर ते किती काळ टिकतील? "आमचे X4/5 काचेचे तंतू साखरेप्रमाणे पाच मिनिटांत किंवा रात्रभर विरघळत नाहीत आणि कालांतराने त्यांचे गुणधर्म कमी होत असले तरी ते तितकेसे लक्षात येणार नाही." रोझलिंग म्हणतात, “प्रभावीपणे कमी करण्यासाठी, आम्हाला दीर्घ कालावधीसाठी उच्च तापमान आणि आर्द्रता आवश्यक आहे, जसे की व्हिव्हो किंवा औद्योगिक कंपोस्ट ढीगांमध्ये आढळते. उदाहरणार्थ, आम्ही आमच्या ArcBiox BSGF मटेरियलपासून बनवलेल्या कप आणि बाऊल्सची चाचणी केली आणि ते कार्यक्षमता न गमावता 200 पर्यंत डिशवॉशिंग सायकलचा सामना करू शकतात. यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये काही प्रमाणात ऱ्हास झाला आहे, परंतु कप वापरण्यास असुरक्षित आहे अशा ठिकाणी नाही.”
तथापि, हे महत्वाचे आहे की जेव्हा या कंपोझिटची त्यांच्या उपयुक्त आयुष्याच्या शेवटी विल्हेवाट लावली जाते, तेव्हा ते कंपोस्टिंगसाठी आवश्यक असलेल्या मानक आवश्यकतांची पूर्तता करतात आणि ABM कंपोझिटने ही मानके पूर्ण करतात हे सिद्ध करण्यासाठी अनेक चाचण्या केल्या आहेत. “ISO मानकांनुसार (औद्योगिक कंपोस्टिंगसाठी), जैवविघटन 6 महिन्यांच्या आत आणि 3 महिने/90 दिवसांच्या आत विघटन झाले पाहिजे”. रोझलिंग म्हणतात, “विघटन म्हणजे चाचणी नमुना/उत्पादन बायोमास किंवा कंपोस्टमध्ये ठेवणे. 90 दिवसांनंतर, तंत्रज्ञ चाळणी वापरून बायोमास तपासतो. 12 आठवड्यांनंतर, किमान 90 टक्के उत्पादन 2 मिमी × 2 मिमी चाळणीतून जाण्यास सक्षम असावे”.
बायोडिग्रेडेशन व्हर्जिन सामग्रीला पावडरमध्ये पीसून आणि 90 दिवसांनंतर सोडलेल्या CO2 चे एकूण प्रमाण मोजून निर्धारित केले जाते. हे कंपोस्टिंग प्रक्रियेतील कार्बन सामग्रीचे पाणी, बायोमास आणि CO2 मध्ये किती रूपांतरित होते याचे मूल्यांकन करते. “औद्योगिक कंपोस्टिंग चाचणी उत्तीर्ण होण्यासाठी, कंपोस्टिंग प्रक्रियेतून सैद्धांतिक 100 टक्के CO2 पैकी 90 टक्के प्राप्त करणे आवश्यक आहे (कार्बन सामग्रीवर आधारित)”.
रॉसलिंग म्हणतात की ABM कंपोझिटने विघटन आणि जैवविघटन आवश्यकता पूर्ण केल्या आहेत आणि चाचण्यांमधून असे दिसून आले आहे की त्याच्या X4 ग्लास फायबरची जोडणी प्रत्यक्षात बायोडिग्रेडेबिलिटी सुधारते (वरील तक्ता पहा), जे अप्रबलित PLA मिश्रणासाठी केवळ 78% आहे. ते स्पष्ट करतात, "तथापि, जेव्हा आमचे 30% बायोडिग्रेडेबल ग्लास तंतू जोडले गेले तेव्हा बायोडिग्रेडेशन 94% पर्यंत वाढले, तर ऱ्हास दर चांगला राहिला".
परिणामी, एबीएम कंपोझिटने हे दाखवून दिले आहे की त्याची सामग्री EN 13432 नुसार कंपोस्टेबल म्हणून प्रमाणित केली जाऊ शकते. त्याच्या सामग्रीच्या आजपर्यंत उत्तीर्ण झालेल्या चाचण्यांमध्ये नियंत्रित कंपोस्टिंग परिस्थितीत सामग्रीच्या अंतिम एरोबिक बायोडिग्रेडेबिलिटीसाठी ISO 14855-1 समाविष्ट आहे, एरोबिकसाठी ISO 16929 नियंत्रित विघटन, रासायनिक साठी ISO DIN EN 13432 आवश्यकता, आणि फायटोटॉक्सिसिटी चाचणीसाठी OECD 208, ISO DIN EN 13432.
CO2 कंपोस्टिंग दरम्यान सोडले
कंपोस्टिंग दरम्यान, CO2 खरंच सोडला जातो, परंतु काही जमिनीत राहतो आणि नंतर वनस्पतींद्वारे वापरला जातो. कंपोस्टिंगचा अनेक दशकांपासून अभ्यास केला जात आहे, एक औद्योगिक प्रक्रिया म्हणून आणि एक पोस्ट-कंपोस्टिंग प्रक्रिया म्हणून जी इतर कचरा विल्हेवाटीच्या पर्यायांपेक्षा कमी CO2 सोडते, आणि कंपोस्टिंग अजूनही पर्यावरणास अनुकूल आणि कार्बन फूटप्रिंट कमी करणारी प्रक्रिया मानली जाते.
इकोटॉक्सिसिटीमध्ये कंपोस्टिंग प्रक्रियेदरम्यान तयार होणारे बायोमास आणि या बायोमाससह उगवलेल्या वनस्पतींचे परीक्षण करणे समाविष्ट आहे. "या उत्पादने कंपोस्ट केल्याने वाढणाऱ्या झाडांना हानी पोहोचणार नाही याची खात्री करणे हे आहे." रोझलिंग म्हणाले. याव्यतिरिक्त, ABM कंपोझिटने हे दाखवून दिले आहे की त्याची सामग्री घरगुती कंपोस्टिंग परिस्थितीनुसार बायोडिग्रेडेशन आवश्यकता पूर्ण करते, ज्यासाठी 90% बायोडिग्रेडेशन देखील आवश्यक आहे, परंतु 12 महिन्यांच्या कालावधीत, औद्योगिक कंपोस्टिंगसाठी कमी कालावधीच्या तुलनेत.
औद्योगिक अनुप्रयोग, उत्पादन, खर्च आणि भविष्यातील वाढ
एबीएम कंपोझिटची सामग्री अनेक व्यावसायिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जाते, परंतु गोपनीयतेच्या करारामुळे अधिक उघड केले जाऊ शकत नाही. “आम्ही आमची सामग्री कप, सॉसर, प्लेट्स, कटलरी आणि फूड स्टोरेज कंटेनर्स यांसारख्या ऍप्लिकेशन्ससाठी ऑर्डर करतो,” रोझलिंग म्हणतात, “पण ते कॉस्मेटिक कंटेनर्स आणि मोठ्या घरगुती वस्तूंमध्ये पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिकला पर्याय म्हणून देखील वापरले जातात. अगदी अलीकडे, मोठ्या औद्योगिक यंत्रसामग्रीच्या स्थापनेमध्ये घटकांच्या निर्मितीसाठी वापरण्यासाठी आमची सामग्री निवडली गेली आहे जी दर 2-12 आठवड्यांनी बदलणे आवश्यक आहे. या कंपन्यांनी ओळखले आहे की आमच्या X4 ग्लास फायबर मजबुतीकरणाचा वापर करून, हे यांत्रिक भाग आवश्यक पोशाख प्रतिरोधासह बनवले जाऊ शकतात आणि वापरानंतर कंपोस्टेबल देखील आहेत. नजीकच्या भविष्यासाठी हा एक आकर्षक उपाय आहे कारण या कंपन्यांसमोर नवीन पर्यावरणीय आणि CO2 उत्सर्जन नियमांची पूर्तता करण्याचे आव्हान आहे.”
रोझलिंग पुढे म्हणाले, “बांधकाम उद्योगासाठी स्ट्रक्चरल घटक बनवण्यासाठी विविध प्रकारच्या कापडांमध्ये आणि न विणलेल्या कापडांमध्ये आमचे सतत तंतू वापरण्यातही रस वाढत आहे. बायो-आधारित परंतु नॉन-बायोडिग्रेडेबल पीए किंवा पीपी आणि इनर्ट थर्मोसेट मटेरियलसह बायोडिग्रेडेबल फायबर वापरण्यात आम्हाला स्वारस्य देखील दिसत आहे”.
सध्या, X4/5 फायबरग्लास ई-ग्लास पेक्षा महाग आहे, परंतु उत्पादनाचे प्रमाण देखील तुलनेने कमी आहे, आणि ABM Composite अनुप्रयोगांचा विस्तार करण्यासाठी आणि मागणी वाढत असताना 20,000 टन/वर्षापर्यंत रॅम्प-अप करण्यासाठी अनेक संधींचा पाठपुरावा करत आहे, जे खर्च कमी करण्यास देखील मदत करू शकतात. असे असले तरी, रोझलिंग म्हणतात की बर्याच प्रकरणांमध्ये टिकाऊपणा आणि नवीन नियामक आवश्यकता पूर्ण करण्याशी संबंधित खर्चांचा पूर्णपणे विचार केला गेला नाही. दरम्यान, ग्रह वाचवण्याची निकड वाढत आहे. "समाज आधीच अधिक जैव-आधारित उत्पादनांसाठी जोर देत आहे." ते स्पष्ट करतात, “पुनर्वापराचे तंत्रज्ञान पुढे ढकलण्यासाठी अनेक प्रोत्साहने आहेत, जगाला यावर अधिक वेगाने वाटचाल करण्याची गरज आहे आणि मला वाटते की समाज भविष्यात जैव-आधारित उत्पादनांसाठी आपला जोर वाढवेल”.
एलसीए आणि टिकाऊपणाचा फायदा
रोझलिंग म्हणतात की एबीएम कंपोझिटची सामग्री हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करते आणि अपारंपरिक ऊर्जेचा वापर प्रति किलोग्रॅम 50-60 टक्के कमी करते. “आम्ही ISO 14040 आणि ISO 14044 मध्ये वर्णन केलेल्या कार्यपद्धतीवर आधारित आमच्या उत्पादनांसाठी Environmental Footprint Database 2.0, मान्यताप्राप्त GaBi डेटासेट आणि LCA (लाइफ सायकल ॲनालिसिस) गणना वापरतो”.
“सध्या, जेव्हा कंपोझिट त्यांच्या जीवनचक्राच्या शेवटी पोहोचतात, तेव्हा संमिश्र कचरा आणि EOL उत्पादने जाळण्यासाठी किंवा पायरोलिझ करण्यासाठी भरपूर ऊर्जा आवश्यक असते आणि श्रेडिंग आणि कंपोस्टिंग हा एक आकर्षक पर्याय आहे आणि हे निश्चितपणे आम्ही ऑफर करत असलेल्या मुख्य मूल्य प्रस्तावांपैकी एक आहे, आणि आम्ही नवीन प्रकारची पुनर्वापरक्षमता प्रदान करत आहोत.” रोझलिंग म्हणतात, “आमचा फायबरग्लास हा नैसर्गिक खनिज घटकांपासून बनवला गेला आहे जे आधीपासून मातीत आहेत. मग EOL संमिश्र घटक कंपोस्ट का करू नये, किंवा जाळल्यानंतर विघटन न करता येणाऱ्या कंपोझिटमधून तंतू विरघळवून त्यांचा खत म्हणून वापर का करू नये? हा खऱ्या जागतिक हिताचा पुनर्वापराचा पर्याय आहे.”
शांघाय ओरिसन न्यू मटेरियल टेक्नॉलॉजी कं, लि
M: +86 18683776368 (WhatsApp देखील)
T:+८६ ०८३८३९९०४९९
Email: grahamjin@jhcomposites.com
पत्ता: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
पोस्ट वेळ: मे-27-2024