Po sikur kompozitat e polimerit të përforcuar me fibra qelqi (GFRP) mund të kompostoheshin në fund të jetës së tyre të dobishme, përveç dekadave të përfitimeve të provuara të uljes së peshës, forcës dhe ngurtësisë, rezistencës ndaj korrozionit dhe qëndrueshmërisë? Kjo, me pak fjalë, është tërheqja e teknologjisë së ABM Composite.
Xhami bioaktiv, fibra me forcë të lartë
E themeluar në vitin 2014, Biomaterialet Arktike OY (Tampere, Finlandë) ka zhvilluar një fibër qelqi të biodegradueshme të bërë nga të ashtuquajturat xhami bioaktiv, të cilën Ari Rosling, drejtor i R&D në ABM Composite, e përshkruan si "një formulim të veçantë të zhvilluar në vitet 1960 që lejon që qelqi të jetë i degraduar nën kushte fiziologjike. Kur futet në trup, qelqi prishet në kripërat e tij përbërëse minerale, duke lëshuar natrium, magnez, fosfate, etj., Duke krijuar kështu një gjendje që stimulon rritjen e kockave. "
“Ka veti të ngjashme meFibra qelqi pa alkali (E-qelqi)” Rosling tha, "Por kjo gotë bioaktive është e vështirë të prodhohet dhe të tërhiqet në fibra, dhe deri më tani ajo është përdorur vetëm si pluhur ose stuko. Me sa dimë, ABM Composite ishte kompania e parë që bëri fibra qelqi me forcë të lartë prej saj në një shkallë industriale, dhe ne tani jemi duke përdorur këto fibra qelqi ArcBiox X4/5 për të forcuar lloje të ndryshme të plastikës, duke përfshirë polimerët e biodegradueshëm ".
Implantet mjekësore
Rajoni Tampere, dy orë në veri të Helsinkit, Finlandë, ka qenë një qendër për polimere biodegraduese me bazë bio për aplikime mjekësore që nga vitet 1980. Rosling përshkruan, "Një nga implantet e para në dispozicion komercial të bërë me këto materiale u prodhua në Tampere, dhe kjo është se si ABM Composite filloi! që tani është njësia jonë e biznesit mjekësor ”.
"Ka shumë polimere të biodegradueshme, bioabsorbuese për implantet." Ai vazhdon, "Por vetitë e tyre mekanike janë larg nga kocka natyrore. Ne ishim në gjendje t'i përmirësonim këto polimere të biodegradueshme në mënyrë që t'i jepnim implantit të njëjtën forcë si kocka natyrore ”. Rosling vuri në dukje se fibrat e qelqit arcbiox të shkallës mjekësore me shtimin e ABM mund të përmirësojnë vetitë mekanike të polimereve të biodegradueshme PLLA me 200% në 500%.
Si rezultat, implantet e ABM Composite ofrojnë performancë më të lartë sesa implantet e bëra me polimere të pa përforcuara, ndërsa gjithashtu janë bioabsorbuese dhe promovojnë formimin dhe rritjen e kockave. ABM Composite gjithashtu përdor teknika të automatizuara të vendosjes së fibrave/fijeve për të siguruar orientimin optimal të fibrave, duke përfshirë fijet e vendosjes përgjatë gjithë gjatësisë së implantit, si dhe vendosjen e fibrave shtesë në pika potencialisht të dobëta.
Aplikime shtëpiake dhe teknike
Me njësinë e saj në rritje të biznesit mjekësor, ABM Composite pranon që polimeret me bazë bio dhe biodegraduese mund të përdoren gjithashtu për enë gatimi, takëm dhe sende të tjera shtëpiake. "Këto polimere të biodegradueshme zakonisht kanë veti të dobëta mekanike në krahasim me plastikën e bazuar në naftë." Rosling tha, "por ne mund t'i forcojmë këto materiale me fibrat tona të biodegradueshme të qelqit, duke i bërë ato praktikisht një alternative të mirë për plastikën tregtare me bazë fosile për një gamë të gjerë të aplikacioneve teknike".
Si rezultat, ABM Composite ka rritur njësinë e saj teknike të biznesit, e cila tani punëson 60 njerëz. "Ne ofrojmë zgjidhje më të qëndrueshme të jetës (EOL)." Rosling thotë, "Propozimi ynë i vlerës është t'i vendosim këto kompozita të biodegradueshme në operacione kompostimi industrial, ku ato kthehen në tokë." E-xhami tradicionale është inerte dhe nuk do të degradojë në këto lehtësira kompostimi.
Përbërjet e fibrave Arcbiox
ABM Composite ka zhvilluar forma të ndryshme të fibrave të qelqit ArcBiox X4/5 për aplikime të përbëra, ngafibra të shkurtradhe komponimet e formimit të injeksionit nëfibra të vazhdueshmePër procese të tilla si formimi i tekstilit dhe pultrusion. Gama e ArcBiox BSGF kombinon fibra qelqi të biodegradueshme me rrëshirat poliester me bazë bio dhe është në dispozicion në notat e përgjithshme të teknologjisë dhe notat ArcBiox 5 të aprovuara për përdorim në aplikacionet e kontaktit ushqimor.
ABM Composite ka hetuar gjithashtu një shumëllojshmëri të polimereve të biodegradueshme dhe bio me bazë bio, duke përfshirë acidin polilaktik (PLA), PLLA dhe polibutilen succinate (PBS). Diagrami më poshtë tregon se si fibrat e qelqit X4/5 mund të përmirësojnë performancën për të konkurruar me polimere standarde të përforcuara me fibra qelqi si polipropileni (PP) dhe madje edhe poliamidi 6 (PA6).
ABM Composite ka hetuar gjithashtu një shumëllojshmëri të polimereve të biodegradueshme dhe bio, duke përfshirë acidin polilaktik (PLA), PLLA dhe polibutilen succinate (PBS). Diagrami më poshtë tregon se si fibrat e qelqit X4/5 mund të përmirësojnë performancën për të konkurruar me polimere standarde të përforcuara me fibra qelqi si polipropileni (PP) dhe madje edhe poliamidi 6 (PA6).
Qëndrueshmëria dhe kompostimi
Nëse këto kompozita janë të biodegradueshme, sa do të zgjasin ato? "Fijet tona të qelqit X4/5 nuk shpërndahen në pesë minuta ose gjatë natës si sheqeri, dhe ndërsa pronat e tyre do të degradojnë me kalimin e kohës, nuk do të jetë aq e dukshme." Thotë Rosling, "Për të degraduar në mënyrë efektive, ne kemi nevojë për temperatura të ngritura dhe lagështi për periudha të gjata kohore, siç gjenden in vivo ose në grumbuj të plehrave industrialë. Për shembull, ne testuam gota dhe lojë me birila të bëra nga materiali ynë ArcBiox BSGF, dhe ato mund t'i rezistojnë deri në 200 cikle të larjes së enëve pa humbur funksionalitetin. Ekziston një degradim i vetive mekanike, por jo deri në atë pikë sa kupat janë të pasigurta për t'u përdorur ”.
Sidoqoftë, është e rëndësishme që kur këto kompozita të hidhen në fund të jetës së tyre të dobishme, ato plotësojnë kërkesat standarde të nevojshme për kompostim, dhe ABM Composite ka kryer një seri testesh për të vërtetuar se i plotëson këto standarde. "Sipas standardeve ISO (për kompostimin industrial), biodegradimi duhet të ndodhë brenda 6 muajve dhe dekompozimi brenda 3 muajve/90 ditëve". Rosling thotë, "Zbërthimi nënkupton vendosjen e mostrës/produktit të provës në biomasa ose plehrash. Pas 90 ditësh, tekniku shqyrton biomasa duke përdorur një sitë. Pas 12 javësh, të paktën 90 përqind e produktit duhet të jenë në gjendje të kalojnë përmes një sitë 2 mm × 2 mm ”.
Biodegradimi përcaktohet duke bluar materialin e virgjër në një pluhur dhe duke matur sasinë totale të CO2 të lëshuar pas 90 ditësh. Kjo vlerëson se sa nga përmbajtja e karbonit në procesin e kompostimit është shndërruar në ujë, biomasa dhe CO2. "Për të kaluar testin e kompostimit industrial, duhet të arrihet 90 përqind e 100 përqind të CO2 nga procesi i kompostimit (bazuar në përmbajtjen e karbonit)".
Rosling thotë se ABM Composite ka përmbushur kërkesat e dekompozimit dhe biodegradimit, dhe testet kanë treguar që shtimi i fibrave të tij X4 X4 në të vërtetë përmirëson biodegradueshmërinë (shiko tabelën më lart), e cila është vetëm 78% për një përzierje PLA të pa përforcuar, për shembull. Ai shpjegon, "megjithatë, kur u shtuan fibrat tona të qelqit të biodegradueshëm 30%, biodegradimi u rrit në 94%, ndërsa normat e degradimit mbetën të mira".
As a result, ABM Composite has demonstrated that its materials can be certified as compostable according to EN 13432. Tests that its materials have passed to date include ISO 14855-1 for the final aerobic biodegradability of materials under controlled composting conditions, ISO 16929 for aerobic controlled decomposition, ISO DIN EN 13432 for chemical requirements, and OECD 208 for phytotoxicity testing, ISO DIN EN 13432.
CO2 lëshuar gjatë kompostimit
Gjatë kompostimit, CO2 lëshohet me të vërtetë, por disa mbeten në tokë dhe më pas përdoren nga bimët. Kompostimi është studiuar për dekada, si një proces industrial, ashtu edhe si një proces pas kompostimit që lëshon më pak CO2 sesa alternativat e tjera të depozitimit të mbeturinave, dhe kompostimi konsiderohet ende një proces i zvogëlimit të gjurmëve miqësore me mjedisin dhe karbonit.
Ekotoksiciteti përfshin testimin e biomasës së prodhuar gjatë procesit të kompostimit dhe bimëve të rritura me këtë biomasa. "Kjo është për të siguruar që kompostimi i këtyre produkteve nuk dëmton bimët në rritje." Tha Rosling. Për më tepër, ABM Composite ka demonstruar që materialet e saj plotësojnë kërkesat e biodegradimit në kushte të kompostimit në shtëpi, të cilat gjithashtu kërkojnë 90% biodegradim, por gjatë një periudhe 12-mujore, krahasuar me një periudhë më të shkurtër për kompostimin industrial.
Aplikimet industriale, prodhimi, kostot dhe rritja e ardhshme
Materialet e ABM Composite përdoren në një numër aplikimesh tregtare, por më shumë nuk mund të zbulohen për shkak të marrëveshjeve të konfidencialitetit. "Ne i porosisim materialet tona që të përshtaten me aplikime të tilla si gota, pjata, pllaka, takime dhe kontejnerë për ruajtjen e ushqimit," thotë Rosling, "por ato përdoren gjithashtu si një alternative për plastikën me bazë nafte në kontejnerë kozmetikë dhe sende të mëdha shtëpiake. Kohët e fundit, materialet tona janë zgjedhur për t'u përdorur në prodhimin e përbërësve në instalimet e mëdha të makinerive industriale që duhet të zëvendësohen çdo 2-12 javë. Këto kompani kanë pranuar që duke përdorur përforcimin tonë të fibrave të qelqit X4, këto pjesë mekanike mund të bëhen me rezistencën e kërkuar të veshit dhe janë gjithashtu të kompostueshme pas përdorimit. Kjo është një zgjidhje tërheqëse për të ardhmen e afërt pasi këto kompani përballen me sfidën e përmbushjes së rregullave të reja të emetimeve të mjedisit dhe CO2 ”.
Rosling shtoi, "Ekziston gjithashtu një interes në rritje për të përdorur fibrat tona të vazhdueshme në lloje të ndryshme të pëlhurave dhe jo të endura për të bërë përbërës strukturorë për industrinë e ndërtimit. Ne gjithashtu po shohim interes për të përdorur fibrat tona të biodegradueshme me PA ose Biodegradable të bazuara në bio, por jo biodegradueshme dhe Materiale Thermoset inerte ”.
Aktualisht, X4/5 tekstil me fije qelqi është më i shtrenjtë se xhami E, por vëllimet e prodhimit janë gjithashtu relativisht të vogla, dhe ABM Composite po ndjek një numër mundësish për të zgjeruar aplikacionet dhe për të lehtësuar një rritje deri në 20,000 ton/vit ndërsa kërkesa rritet, gjë që gjithashtu mund të ndihmojë në uljen e kostove. Edhe kështu, Rosling thotë se në shumë raste kostot që lidhen me përmbushjen e qëndrueshmërisë dhe kërkesat e reja rregullatore nuk janë marrë në konsideratë plotësisht. Ndërkohë, urgjenca e kursimit të planetit po rritet. "Shoqëria tashmë po bën presion për më shumë produkte me bazë bio." Ai shpjegon, "Ka shumë stimuj për të shtyrë teknologjitë e riciklimit përpara, bota duhet të lëvizë më shpejt në këtë dhe unë mendoj se shoqëria do të rrisë vetëm shtytjen e saj për produkte me bazë bio në të ardhmen".
LCA dhe avantazhi i qëndrueshmërisë
Rosling thotë se materialet e ABM Composite zvogëlojnë emetimet e gazrave serë dhe përdorimin e energjisë jo të rinovueshme me 50-60 përqind për kilogram. "Ne përdorim bazën e të dhënave të gjurmëve të mjedisit 2.0, të dhënat e akredituara GABI dhe llogaritjet e LCA (analiza e ciklit jetësor) për produktet tona bazuar në metodologjinë e përshkruar në ISO 14040 dhe ISO 14044.
"Aktualisht, kur kompozitat arrijnë në fund të ciklit të tyre të jetës, kërkohet shumë energji për të djegur ose pirolyse mbeturinat e përbëra dhe produktet EOL, dhe copëzimi dhe kompostimi është një mundësi tërheqëse, dhe është padyshim një nga propozimet kryesore të vlerës që ne ofrojmë, dhe ne po ofrojmë një lloj të ri riciklimi." Rosling thotë, "Tekstil me fije qelqi tonë është bërë nga përbërës natyrorë mineralë që janë tashmë të pranishëm në tokë. Atëherë, pse të mos komponenoni përbërës të përbërë EOL, ose të shpërndani fibrat nga kompozitat jo të degradueshme pas djegies dhe t'i përdorni ato si pleh? Ky është një mundësi riciklimi me interes të vërtetë global ”.
Shanghai Orisen Teknologjia e Re Materiale Co, Ltd
M: +86 18683776368 (gjithashtu WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: Nr.398 Rruga e Re e Gjelbër Xinbang Qyteti Songjiang District, Shanghai
Koha e postimit: maj-27-2024