Bagaimana jika komposit polimer bertetulang gentian kaca (GFRP) boleh dikomposkan pada akhir hayat berguna mereka, sebagai tambahan kepada dekad manfaat terbukti pengurangan berat badan, kekuatan dan kekakuan, ketahanan kakisan dan ketahanan? Itu, secara ringkas, adalah daya tarikan teknologi ABM Composite.
Kaca bioaktif, gentian kekuatan tinggi
Ditubuhkan pada tahun 2014, biomaterial Artik Oy (Tampere, Finland) telah membangunkan serat kaca biodegradable yang diperbuat daripada kaca bioaktif yang dipanggil, yang Ari Rosling, pengarah R & D di ABM Composite, menggambarkan sebagai "perumusan khas yang dibangunkan pada tahun 1960-an yang membolehkan kaca menjadi merendahkan keadaan fisiologi. Apabila diperkenalkan ke dalam badan, kaca itu memecah masuk ke garam mineral konstituennya, melepaskan natrium, magnesium, fosfat, dan lain -lain, dengan itu mewujudkan keadaan yang merangsang pertumbuhan tulang. "
"Ia mempunyai sifat yang serupa denganSerat Kaca Bebas Alkali (E-Glass). " Rosling berkata, "Tetapi kaca bioaktif ini sukar untuk mengeluarkan dan menarik serat, dan sehingga kini ia hanya digunakan sebagai serbuk atau dempul. Setakat yang kita tahu, ABM Composite adalah syarikat pertama yang membuat gentian kaca kekuatan tinggi dari skala perindustrian, dan kini kami menggunakan serat kaca Arcbiox X4/5 ini untuk mengukuhkan pelbagai jenis plastik, termasuk polimer biodegradasi ".
Implan perubatan
Wilayah Tampere, dua jam di utara Helsinki, Finland, telah menjadi pusat polimer biodegradable berasaskan bio untuk aplikasi perubatan sejak tahun 1980-an. Rosling menerangkan, "Salah satu implan yang pertama yang tersedia secara komersil yang dibuat dengan bahan -bahan ini dihasilkan di Tampere, dan itulah bagaimana ABM Composite mendapat permulaannya! yang kini menjadi unit perniagaan perubatan kami ".
"Terdapat banyak polimer biodegradable, bioabsorbable untuk implan." Dia meneruskan, "tetapi sifat mekanikal mereka jauh dari tulang semula jadi. Kami dapat meningkatkan polimer biodegradable ini untuk memberikan implan kekuatan yang sama seperti tulang semula jadi ". Rosling menyatakan bahawa gentian kaca ArcBiox gred perubatan dengan penambahan ABM dapat meningkatkan sifat -sifat mekanikal polimer PLLA biodegradable sebanyak 200% hingga 500%.
Akibatnya, implan ABM Composite menawarkan prestasi yang lebih tinggi daripada implan yang dibuat dengan polimer yang tidak diperkuatkan, sementara juga menjadi bioabsorbable dan mempromosikan pembentukan tulang dan pertumbuhan. Komposit ABM juga menggunakan teknik penempatan serat/helai automatik untuk memastikan orientasi serat yang optimum, termasuk meletakkan serat di sepanjang keseluruhan implan, serta meletakkan gentian tambahan di tempat yang berpotensi lemah.
Aplikasi isi rumah dan teknikal
Dengan unit perniagaan perubatannya yang semakin meningkat, ABM Composite mengiktiraf bahawa polimer berasaskan bio dan biodegradable juga boleh digunakan untuk dapur, alat makan dan barangan rumah lain. "Polimer biodegradable ini biasanya mempunyai sifat mekanikal yang lemah berbanding plastik berasaskan petroleum." Rosling berkata, "Tetapi kami dapat memperkuat bahan-bahan ini dengan serat kaca biodegradable kami, menjadikannya alternatif yang baik untuk plastik komersial berasaskan fosil untuk pelbagai aplikasi teknikal".
Akibatnya, ABM Composite telah meningkatkan unit perniagaan teknikalnya, yang kini menggunakan 60 orang. "Kami menawarkan penyelesaian akhir hayat (EOL) yang lebih mampan." Rosling berkata, "Cadangan nilai kami adalah untuk meletakkan komposit biodegradable ini ke dalam operasi kompos perindustrian di mana mereka berubah menjadi tanah." E-kaca tradisional tidak aktif dan tidak akan merendahkan kemudahan pengkomposan ini.
Komposit serat Arcbiox
Komposit ABM telah membangunkan pelbagai bentuk serat kaca Arcbiox x4/5 untuk aplikasi komposit, darigentian pendekdan sebatian pencetakan suntikan keSerat berterusanuntuk proses seperti pengacuan tekstil dan pultrusion. Julat ArcBiox BSGF menggabungkan serat kaca biodegradable dengan resin poliester berasaskan bio dan boleh didapati dalam gred teknologi umum dan gred ArcBiox 5 yang diluluskan untuk digunakan dalam aplikasi hubungan makanan.
Komposit ABM juga telah menyiasat pelbagai polimer berasaskan biodegradable dan bio termasuk asid polilaktik (PLA), PLLA dan polybutylene succinate (PBS). Rajah di bawah menunjukkan bagaimana serat kaca x4/5 dapat meningkatkan prestasi untuk bersaing dengan polimer bertetulang serat kaca standard seperti polipropilena (PP) dan juga poliamida 6 (PA6).
Komposit ABM juga telah menyiasat pelbagai polimer berasaskan biodegradable dan bio, termasuk asid polilaktik (PLA), PLLA dan polybutylene succinate (PBS). Rajah di bawah menunjukkan bagaimana serat kaca x4/5 dapat meningkatkan prestasi untuk bersaing dengan polimer bertetulang serat kaca standard seperti polipropilena (PP) dan juga poliamida 6 (PA6).
Ketahanan & Kompostabiliti
Jika komposit ini boleh dibiodegrasikan, berapa lama mereka akan bertahan? "Serat kaca X4/5 kami tidak dibubarkan dalam masa lima minit atau semalaman seperti gula, dan sementara sifat mereka akan merosot dari masa ke masa, ia tidak akan menjadi ketara." Kata Rosling, "Untuk merendahkan dengan berkesan, kita memerlukan suhu dan kelembapan yang tinggi dalam tempoh masa yang lama, seperti yang terdapat dalam vivo atau dalam buasir kompos perindustrian. Sebagai contoh, kami menguji cawan dan mangkuk yang dibuat dari bahan Arcbiox BSGF kami, dan mereka dapat menahan sehingga 200 kitaran pencuci pinggan tanpa kehilangan fungsi. Terdapat beberapa kemerosotan sifat mekanikal, tetapi tidak sampai ke titik di mana cawan tidak selamat digunakan ".
Walau bagaimanapun, adalah penting bahawa apabila komposit ini dilupuskan pada akhir hayat berguna mereka, mereka memenuhi keperluan standard yang diperlukan untuk pengkomposan, dan ABM Composite telah menjalankan beberapa ujian untuk membuktikan bahawa ia memenuhi piawaian ini. "Menurut piawaian ISO (untuk pengkomposan perindustrian), biodegradasi harus berlaku dalam tempoh 6 bulan dan penguraian dalam masa 3 bulan/90 hari". Rosling berkata, "Penguraian bermaksud meletakkan sampel ujian/produk ke dalam biomas atau kompos. Selepas 90 hari, juruteknik mengkaji biomas menggunakan penapis. Selepas 12 minggu, sekurang -kurangnya 90 peratus produk harus dapat melalui penapis 2 mm × 2 mm ".
Biodegradasi ditentukan dengan mengisar bahan dara ke dalam serbuk dan mengukur jumlah jumlah CO2 yang dikeluarkan selepas 90 hari. Ini menilai berapa banyak kandungan karbon proses pengkomposan ditukar menjadi air, biomas dan CO2. "Untuk lulus ujian pengkomposan industri, 90 peratus daripada 100 peratus teoretikal CO2 dari proses pengkomposan mesti dicapai (berdasarkan kandungan karbon)".
Rosling berkata Komposit ABM telah memenuhi keperluan penguraian dan biodegradasi, dan ujian telah menunjukkan bahawa penambahan serat kaca X4 sebenarnya meningkatkan biodegradability (lihat jadual di atas), yang hanya 78% untuk campuran PLA yang tidak diperkuatkan. Dia menerangkan, "bagaimanapun, apabila serat kaca biodegradable 30% ditambah, biodegradasi meningkat kepada 94%, sementara kadar degradasi tetap baik".
Akibatnya, Komposit ABM telah menunjukkan bahawa bahan-bahannya boleh disahkan sebagai komposit mengikut EN 13432. Ujian bahawa bahan-bahannya telah diluluskan hingga kini termasuk ISO 14855-1 untuk biodegradabiliti akhir bahan-bahan di bawah Ujian Phytotoxicity, ISO DIN EN 13432.
CO2 dikeluarkan semasa pengkomposan
Semasa pengkomposan, CO2 sememangnya dibebaskan, tetapi ada yang tinggal di dalam tanah dan kemudian digunakan oleh tumbuhan. Pengkomposan telah dikaji selama beberapa dekad, kedua-duanya sebagai proses perindustrian dan sebagai proses pasca-kompos yang mengeluarkan kurang CO2 daripada alternatif pelupusan sisa lain, dan pengkomposan masih dianggap sebagai proses pengurangan jejak yang mesra alam dan karbon.
Ekotoksisiti melibatkan ujian biomas yang dihasilkan semasa proses pengkomposan dan tumbuh -tumbuhan yang ditanam dengan biomas ini. "Ini adalah untuk memastikan bahawa pengkomposan produk ini tidak membahayakan tumbuhan yang semakin meningkat." Rosling berkata. Di samping itu, ABM Composite telah menunjukkan bahawa bahan-bahannya memenuhi keperluan biodegradasi di bawah keadaan kompos di rumah, yang juga memerlukan 90% biodegradasi, tetapi dalam tempoh 12 bulan, berbanding dengan tempoh yang lebih pendek untuk pengkomposan industri.
Aplikasi perindustrian, pengeluaran, kos dan pertumbuhan masa depan
Bahan ABM Composite digunakan dalam beberapa aplikasi komersil, tetapi lebih banyak tidak dapat diturunkan kerana perjanjian kerahsiaan. "Kami memerintahkan bahan-bahan kami untuk memenuhi aplikasi seperti cawan, piring, pinggan, bekas alat makan dan makanan," kata Rosling, "tetapi mereka juga digunakan sebagai alternatif kepada plastik berasaskan petroleum dalam bekas kosmetik dan barangan isi rumah yang besar. Baru-baru ini, bahan-bahan kami telah dipilih untuk digunakan dalam pembuatan komponen dalam pemasangan jentera perindustrian yang besar yang perlu diganti setiap 2-12 minggu. Syarikat -syarikat ini telah mengakui bahawa dengan menggunakan tetulang serat kaca X4 kami, bahagian -bahagian mekanikal ini boleh dibuat dengan rintangan haus yang diperlukan dan juga boleh digunakan selepas digunakan. Ini adalah penyelesaian yang menarik untuk masa terdekat kerana syarikat -syarikat ini menghadapi cabaran untuk memenuhi peraturan pelepasan alam sekitar dan CO2 ".
Rosling menambah, "Terdapat juga minat yang semakin meningkat dalam menggunakan gentian berterusan kami dalam pelbagai jenis kain dan nonwovens untuk membuat komponen struktur untuk industri pembinaan. Kami juga melihat minat menggunakan serat biodegradable kami dengan PA atau Biodegradable PA atau PP dan bahan termoset lengai ".
Pada masa ini, fiberglass x4/5 lebih mahal daripada e-kaca, tetapi jumlah pengeluaran juga agak kecil, dan ABM Composite sedang mengejar beberapa peluang untuk mengembangkan aplikasi dan memudahkan ramp-up sehingga 20,000 tan/tahun apabila permintaan tumbuh, yang juga dapat membantu mengurangkan kos. Walau bagaimanapun, Rosling mengatakan bahawa dalam banyak kes, kos yang berkaitan dengan memenuhi kemampanan dan keperluan pengawalseliaan baru belum dipertimbangkan sepenuhnya. Sementara itu, segera menyelamatkan planet ini berkembang. "Masyarakat sudah mendorong lebih banyak produk berasaskan bio." Beliau menjelaskan, "Terdapat banyak insentif untuk menolak teknologi kitar semula ke hadapan, dunia perlu bergerak lebih cepat pada ini dan saya fikir masyarakat hanya akan meningkatkan dorongannya untuk produk berasaskan bio pada masa akan datang".
LCA dan kelebihan kemampanan
Rosling berkata bahan ABM Composite mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan penggunaan tenaga tidak boleh diperbaharui sebanyak 50-60 peratus per kilogram. "Kami menggunakan pangkalan data Jejak Alam Sekitar 2.0, Dataset GABI yang diiktiraf, dan pengiraan LCA (Analisis Kitaran Hayat) untuk produk kami berdasarkan metodologi yang digariskan dalam ISO 14040 dan ISO 14044".
"Pada masa ini, apabila komposit mencapai akhir kitaran hayat mereka, banyak tenaga diperlukan untuk membakar atau membuang sisa komposit dan produk EOL, dan pencincang dan pengkomposan adalah pilihan yang menarik, dan ia pasti salah satu proposisi nilai utama yang kami tawarkan, dan kami menyediakan jenis kitar semula baru." Rosling berkata, "Gentian kaca kami dibuat daripada komponen mineral semulajadi yang sudah ada di dalam tanah. Oleh itu, kenapa tidak komponen komposit EOL kompos, atau membubarkan gentian dari komposit yang tidak boleh didefinisikan selepas pembakaran dan menggunakannya sebagai baja? Ini adalah pilihan kitar semula untuk kepentingan global sebenar ".
Shanghai Orisen Baru Bahan Teknologi Co., Ltd
M: +86 18683776368 (juga WhatsApp)
T: +86 083839990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Alamat: No.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Masa Post: Mei-27-2024