Kaj pa, če bi lahko kompoziti, ojačani s steklenimi vlakni (GFRP), kompostiti na koncu njihove življenjske dobe, poleg desetletij dokazane koristi zmanjševanja teže, moči in togosti, korozijske odpornosti in trajnosti? To je na kratko, privlačnost tehnologije ABM Composite.
Bioaktivno steklo, vlakna z visoko trdnostjo
Arktični biomateriali Oy (Tampere, Finska), ustanovljeno leta 2014, je razvil biorazgradljivo stekleno vlakno, narejeno iz tako imenovanega bioaktivnega stekla, ki ga Ari Rosling, direktor za raziskave in razvoj v ABM Compoteu opisuje kot "posebno formulacijo, ki je bila razvita v 1960-ih, ki omogoča, da se steklo v fizioloških razmerah degradira v fizioloških razmerah. Ko ga vnesemo v telo, se kozarec razgradi v svoje sestavne mineralne soli in sprošča natrij, magnezij, fosfate itd., S čimer ustvari stanje, ki spodbuja rast kosti. "
»Ima podobne lastnostiSteklena vlakna brez alkalij (e-steklo). " Rosling je dejal: "Toda to bioaktivno steklo je težko izdelati in vleči v vlakna, do zdaj pa se uporablja le kot prah ali kiti. Kolikor vemo, je bilo ABM Composite prvo podjetje, ki je iz njega izdelalo visoko trdno steklena vlakna v industrijskem merilu, zdaj pa uporabljamo ta steklena vlakna Arcbiox X4/5 za okrepitev različnih vrst plastike, vključno z biološko razgradljivimi polimeri ".
Medicinski vsadki
Regija Tampere, dve uri severno od Helsinkov na Finskem, je od osemdesetih let Center za biološko razgradljive polimere za biološko razgradnjo za biološko razgradnjo. Rosling opisuje: "Eden prvih komercialno dostopnih vsadkov, izdelanih s temi materiali, je bil izdelan v Tampereju, in tako se je ABM Composite začel! ki je zdaj naša medicinska poslovna enota. "
"Obstaja veliko biološko razgradljivih, bioabsorbabilnih polimerov za vsadke." Nadaljuje: "Toda njihove mehanske lastnosti še zdaleč niso naravne kosti. Te biološko razgradljive polimere smo lahko izboljšali, da bi implantat dali enako moč kot naravna kost. " Rosling je ugotovil, da lahko iz steklenih vlaken medicinskih razredov z dodatkom ABM izboljšajo mehanske lastnosti biološko razgradljivih PLLA polimerov za 200% do 500%.
Kot rezultat, vsadki ABM Composite ponujajo večjo zmogljivost kot vsadki, narejeni z neurejenimi polimeri, hkrati pa so bioabsorbivni in spodbujajo nastajanje in rast kosti. ABM Composite uporablja tudi samodejne tehnike namestitve vlaken/pramenov za zagotavljanje optimalne orientacije vlaken, vključno z polaganjem vlaken po celotni dolžini vsadka, pa tudi namestitev dodatnih vlaken na potencialno šibke mete.
Gospodinjske in tehnične prijave
ABM Composite s svojo vse večjo medicinsko poslovno enoto priznava, da se lahko za kuhinjsko posodo, jedilni pribor in druge gospodinjske predmete uporabijo tudi biološko in biološko razgradljive polimere. "Ti biološko razgradljivi polimeri imajo običajno slabe mehanske lastnosti v primerjavi s plastiko na osnovi nafte." Rosling je dejal: "Toda te materiale lahko okrepimo z našimi biološko razgradljivimi steklenimi vlakni, zaradi česar so praktično dobra alternativa komercialni plastiki na fosilni osnovi za široko paleto tehničnih aplikacij".
Kot rezultat tega je ABM Composite povečal svojo tehnično poslovno enoto, ki zdaj zaposluje 60 ljudi. "Ponujamo bolj trajnostne rešitve ob koncu življenja (EOL)." Rosling pravi: "Naša vrednost je, da te biološko razgradljive kompozite vstavimo v industrijske postopke kompostiranja, kjer se spremenijo v tla." Tradicionalni e-steklo je inerten in se v teh kompostiranjih ne bo poslabšal.
Arcbiox vlakna kompoziti
ABM Composite je razvil različne oblike steklenih vlaken Arcbiox X4/5 za kompozitne aplikacije, odKratko rezana vlaknain injekcijske spojineneprekinjena vlaknaza procese, kot so tekstilno in pultruzijsko oblikovanje. Paleta Arcbiox BSGF združuje biorazgradljiva steklena vlakna z biološkimi poliestrskimi smolami in je na voljo v splošnih tehnoloških ocenah in ocenah Arcbiox 5, odobrenih za uporabo v aplikacijah za stik s hrano.
ABM Composite je raziskal tudi različne biorazgradljive in biološke polimere, vključno s polilaktično kislino (PLA), PLLA in polibutilenskim sukcinatom (PBS). Spodnji diagram prikazuje, kako lahko X4/5 steklena vlakna izboljšajo zmogljivost za konkurenco s standardnimi polimeri, ojačanimi s steklenimi vlakni, kot sta polipropilen (PP) in celo poliamid 6 (PA6).
ABM Composite je raziskal tudi različne biološko razgradljive in biološke polimere, vključno s polilaktično kislino (PLA), PLLA in polibutilenskim sukcinatom (PBS). Spodnji diagram prikazuje, kako lahko X4/5 steklena vlakna izboljšajo zmogljivost za konkurenco s standardnimi polimeri, ojačanimi s steklenimi vlakni, kot sta polipropilen (PP) in celo poliamid 6 (PA6).
Trajnost in kompostalnost
Če so ti kompoziti biološko razgradljivi, kako dolgo bodo trajali? "Naša steklena vlakna X4/5 se ne raztopijo v petih minutah ali čez noč, kot to počne sladkor, in čeprav se bodo njihove lastnosti sčasoma poslabšale, ne bodo tako opazne." Rosling pravi: "Da bi učinkovito razgradili, potrebujemo povišane temperature in vlažnost v daljšem časovnem obdobju, kot jih najdemo in vivo ali v industrijskih kompostnih pilotih. Na primer, preizkusili smo skodelice in sklede, narejene iz našega materiala ArcBiox BSGF, in zdržali so lahko do 200 ciklov pomivalne posode, ne da bi izgubili funkcionalnost. Mehanskih lastnosti je nekaj razgradnje, vendar ne do te mere, da skodelice niso varne. "
Pomembno pa je, da ko se ti kompoziti odstranijo na koncu svoje koristne življenjske dobe, izpolnjujejo standardne zahteve, potrebne za kompostiranje, in ABM Composite je opravil vrsto testov, s katerimi je dokazal, da ustreza te standarde. "V skladu s standardi ISO (za industrijsko kompostiranje) bi se morala biorazgradnja pojaviti v 6 mesecih in razgraditi v 3 mesecih/90 dneh". Rosling pravi: „Razgradnja pomeni namestitev preskusnega vzorca/izdelka v biomaso ali kompost. Po 90 dneh tehnik pregleda biomaso s pomočjo sita. Po 12 tednih bi moralo biti vsaj 90 odstotkov izdelka sposobno prehoditi sito 2 mm × 2 mm. "
Biorazgradnja je določena z brušenjem deviškega materiala v prah in merjenjem skupne količine CO2, sproščenega po 90 dneh. To oceni, koliko se vsebnost ogljika v postopku kompostiranja pretvori v vodo, biomaso in CO2. "Za preskus industrijskega testa kompostiranja je treba doseči 90 odstotkov teoretičnega 100 -odstotnega CO2 iz postopka kompostiranja (na podlagi vsebnosti ogljika)".
Rosling pravi, da je ABM Composite izpolnil zahteve za razgradnjo in biološko razgradnjo, testi pa so pokazali, da dodajanje njegovih steklenih vlaken X4 dejansko izboljša biorazgradljivost (glej zgornjo tabelo), ki je na primer le 78% za neurejeno mešanico PLA. Pojasnjuje: "Ko pa so dodali naša 30% biološko razgradljiva steklena vlakna, se je biološka razgradnja povečala na 94%, medtem ko je stopnja razgradnje ostala dobra".
Kot rezultat, je ABM Composite dokazal, da je mogoče njene materiale certificirano kot kompostirano v skladu z EN 13432. Preskusi, da so bili njegovi materiali doslej, vključujejo ISO 14855-1 za končno aerobno biološko razgradljivost materialov pod nadzorovanimi pogoji kompostiranja, ISO 16929 za Kemične razgradnje za aerobno nadzorovano razgradnjo, ISO DIN EN EN 13432 Testiranje fitotoksičnosti, ISO DIN EN 13432.
CO2, ki je bil objavljen med kompostiranjem
Med kompostiranjem se CO2 res sprosti, nekateri pa ostanejo v tleh in ga nato rastline uporabljajo. Kompostiranje se preučuje že desetletja, tako kot industrijski postopek kot kot postopek po sestavljanju, ki sprošča manj CO2 kot druge alternative za odstranjevanje odpadkov, kompostiranje pa še vedno velja za okolju prijazen in postopek zmanjšanja ogljikovega odtisa.
Ekotoksičnost vključuje testiranje biomase, proizvedene med postopkom kompostiranja, in rastline, gojene s to biomaso. "To je, da zagotovite, da kompostiranje teh izdelkov ne škodi rastočim rastlinam." Je rekel Rosling. Poleg tega je ABM Composite pokazal, da njegovi materiali izpolnjujejo zahteve za biološko razgradnjo v pogojih kompostiranja doma, ki zahtevajo tudi 90-odstotno biološko razgradnjo, vendar v 12-mesečnem obdobju v primerjavi s krajšim obdobjem za industrijsko kompostiranje.
Industrijske aplikacije, proizvodnja, stroški in prihodnja rast
Materiali ABM Composite se uporabljajo v številnih komercialnih aplikacijah, vendar jih ni mogoče razkriti zaradi sporazumov o zaupnosti. "Naše gradivo naročimo, da ustrezajo aplikacijam, kot so skodelice, krožnike, krožnike, jedilni pribor in posode za shranjevanje hrane," pravi Rosling, "vendar se uporabljajo tudi kot alternativa plastiki, ki temelji na nafti v kozmetičnih posodah in velikih gospodinjskih predmetih. V zadnjem času so bili naši materiali izbrani za uporabo pri proizvodnji komponent v velikih industrijskih strojih, ki jih je treba zamenjati vsakih 2-12 tednov. Ta podjetja so ugotovila, da lahko z uporabo naše ojačitve X4 steklenih vlaken te mehanske dele izdelamo z zahtevano odpornostjo na obrabo in jih po uporabi tudi kompostiramo. To je privlačna rešitev za bližnjo prihodnost, saj se ta podjetja soočajo z izzivom izpolnjevanja novih okoljskih in predpisov o emisiji CO2. "
Rosling je dodal: "Prav tako je vse večje zanimanje za uporabo naših neprekinjenih vlaken v različnih vrstah tkanin in ne Traj za izdelavo strukturnih sestavin za gradbeno industrijo. Prav tako opažamo zanimanje za uporabo naših biološko razgradljivih vlaken z biološko, vendar ne biološko razgradljivimi materiali PA ali PP in inertne termosete. "
Trenutno je X4/5 Fiberglass dražje od e-stekla, vendar je količina proizvodnje tudi razmeroma majhna, ABM Composite pa si prizadeva za širitev aplikacij in olajšanje povečanja do 20.000 ton/leto, ko se povpraševanje povečuje, kar bi lahko pomagalo tudi zmanjšati stroške. Kljub temu Rosling pravi, da v mnogih primerih stroški, povezani z izpolnjevanjem trajnosti in novimi regulativnimi zahtevami, niso bili v celoti upoštevani. Medtem narašča nujnost varčevanja planeta. "Družba si že prizadeva za več bioloških izdelkov." Pojasnjuje: "Obstaja veliko spodbud za spodbujanje tehnologij recikliranja naprej, svet se mora hitreje premakniti na to in mislim, da bo družba v prihodnosti le povečala svoj spodbud za izdelke, ki temeljijo na bioloških izdelkih".
LCA in trajnostna prednost
Rosling pravi, da materiali ABM Composite zmanjšujejo emisije toplogrednih plinov in porabijo neobnovljivo energijo za 50-60 odstotkov na kilogram. „Za naše izdelke na podlagi metodologije, opisane v ISO 14040 in ISO 14044 ″, uporabljamo izračune Accedited GABI in LCA (analiza življenjskega cikla) in LCA (analiza življenjskega cikla) in LCA (analiza življenjskega cikla) in ISO 14044 ″.
"Trenutno, ko kompoziti dosežejo konec svojega življenjskega cikla, je potrebno veliko energije za sežiganje ali pirolijsko kompozitno odpadke in proizvode EOL, drobljenje in kompostiranje pa je privlačna možnost in zagotovo je ena ključnih predlogov, ki jih ponujamo, in ponujamo novo vrsto recikliranosti." Rosling pravi: „Naša vlaknasta stekla so narejena iz naravnih mineralnih komponent, ki so že prisotne v tleh. Zakaj torej ne bi kompostirali komponentnih komponent EOL ali raztopili vlaken iz nerazgradljivih kompozitov po sežiganju in jih uporabljali kot gnojilo? To je možnost recikliranja resničnega globalnega interesa. "
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (tudi WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Naslov: 398 Nova zelena cesta Xinbang Town Songjiang District, Šanghaj
Čas objave: maj-27-2024