Po sikur kompozitat me polimer të përforcuar me fibër qelqi (GFRP) të mund të kompostohen në fund të jetës së tyre të dobishme, përveç dekadave të përfitimeve të provuara të reduktimit të 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, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finlandë) ka zhvilluar një fibër qelqi të biodegradueshme të bërë nga i ashtuquajturi xhami bioaktiv, të cilin Ari Rosling, drejtor i R&D në ABM Composite, e përshkruan si "një formulim të veçantë të zhvilluar në vitet 1960 që lejon qelqin të të degradohet në kushte fiziologjike. Kur futet në trup, qelqi shpërbëhet në kripërat minerale përbërëse, duke çliruar natrium, magnez, fosfate etj., duke krijuar kështu një gjendje që stimulon rritjen e kockave.
“Ka veti të ngjashme mefibër qelqi pa alkali (E-glass). Rosling tha, "Por ky gotë bioaktive është e vështirë për t'u prodhuar dhe për t'u tërhequr në fibra, dhe deri më tani është përdorur vetëm si pluhur ose stuko. Me sa dimë, ABM Composite ishte kompania e parë që prodhoi fibra xhami me rezistencë të lartë prej saj në një shkallë industriale, dhe ne tani po përdorim këto fibra qelqi ArcBiox X4/5 për të përforcuar lloje të ndryshme të plastikës, duke përfshirë polimerët e biodegradueshëm”.
Implantet mjekësore
Rajoni i Tamperes, dy orë në veri të Helsinkit, Finlandë, ka qenë një qendër për polimeret e biodegradueshme me bazë biologjike për aplikime mjekësore që nga vitet 1980. Rosling përshkruan, “Një nga implantet e para të disponueshme komerciale të bëra me këto materiale u prodhua në Tampere, dhe kështu filloi ABM Composite! e cila tani është njësia jonë e biznesit mjekësor”.
"Ka shumë polimere të biodegradueshme dhe të bioabsorbueshme për implantet." Ai vazhdon, “por vetitë e tyre mekanike janë larg kockave natyrale. Ne ishim në gjendje t'i përmirësonim këto polimere të biodegradueshme në mënyrë që t'i jepnim implantit të njëjtën forcë si kocka natyrale”. Rosling vuri në dukje se fibrat e qelqit ArcBiox të klasës mjekësore me shtimin e ABM mund të përmirësojnë vetitë mekanike të polimereve PLLA të biodegradueshme nga 200% në 500%.
Si rezultat, implantet e ABM Composite ofrojnë performancë më të lartë se implantet e bëra me polimere të pa përforcuar, ndërkohë që janë të bioabsorbueshme dhe promovojnë formimin dhe rritjen e kockave. ABM Composite përdor gjithashtu teknika të automatizuara të vendosjes së fibrave/fijeve për të siguruar orientimin optimal të fibrave, duke përfshirë vendosjen e fibrave përgjatë gjithë gjatësisë së implantit, si dhe vendosjen e fibrave shtesë në pika potencialisht të dobëta.
Aplikimet shtëpiake dhe teknike
Me njësinë e saj në rritje të biznesit mjekësor, ABM Composite pranon se polimerët me bazë bio dhe të biodegradueshme 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 me bazë nafte." Rosling tha, "Por ne mund t'i përforcojmë këto materiale me fibrat tona të qelqit të biodegradueshme, duke i bërë ato praktikisht një alternativë e mirë ndaj plastikës komerciale me bazë fosile për një gamë të gjerë aplikimesh teknike".
Si rezultat, ABM Composite ka rritur njësinë e saj teknike të biznesit, e cila tani punëson 60 persona. “Ne ofrojmë zgjidhje më të qëndrueshme për fundin e jetës (EOL). Rosling thotë, "Propozimi ynë me vlerë është t'i vendosim këto përbërje të biodegradueshme në operacionet e kompostimit industrial ku ato kthehen në tokë". E-xhami tradicional është inert dhe nuk degradohet në këto ambiente kompostimi.
Përbërjet e Fibrave ArcBiox
ABM Composite ka zhvilluar forma të ndryshme të fibrave qelqi ArcBiox X4/5 për aplikime të përbëra, ngafijet e shkurtradhe komponimet e derdhjes me injeksion tëfibra të vazhdueshmepër procese të tilla si derdhja e tekstilit dhe pultrusion. Gama e ArcBiox BSGF kombinon fibra qelqi të biodegradueshme me rrëshira poliesteri me bazë bio dhe është e disponueshme në klasat e teknologjisë së përgjithshme dhe klasat ArcBiox 5 të miratuara për përdorim në aplikimet e kontaktit me ushqimin.
ABM Composite ka hetuar gjithashtu një shumëllojshmëri polimerësh të biodegradueshëm dhe me bazë bio, duke përfshirë Acidin Polilaktik (PLA), PLLA dhe Polibutileni Suksinat (PBS). Diagrami më poshtë tregon se si fibrat e qelqit X4/5 mund të përmirësojnë performancën për të konkurruar me polimerët standardë të përforcuar me fibra qelqi si polipropileni (PP) dhe madje edhe poliamidi 6 (PA6).
ABM Composite ka hetuar gjithashtu një sërë polimerësh të biodegradueshëm dhe me bazë bio, duke përfshirë Acidin Polilaktik (PLA), PLLA dhe Polybutylen Succinate (PBS). Diagrami më poshtë tregon se si fibrat e qelqit X4/5 mund të përmirësojnë performancën për të konkurruar me polimerët standardë të përforcuar me fibra qelqi si polipropileni (PP) dhe madje edhe poliamidi 6 (PA6).
Qëndrueshmëri & Kompostueshmëri
Nëse këto përbërje janë të biodegradueshme, sa kohë do të zgjasin? “Fibrat tona të qelqit X4/5 nuk treten në pesë minuta ose brenda natës siç ndodh sheqeri, dhe ndërsa vetitë e tyre do të degradohen me kalimin e kohës, nuk do të jenë aq të dukshme.” Rosling thotë, “Për t'u degraduar në mënyrë efektive, ne kemi nevojë për temperatura dhe lagështi të ngritur për periudha të gjata kohore, siç gjenden in vivo ose në grumbujt e kompostos industriale. Për shembull, ne testuam kupat dhe tasat e bëra nga materiali ynë ArcBiox BSGF dhe ato mund të përballonin deri në 200 cikle larëse enësh pa humbur funksionalitetin. Ka një farë degradimi të vetive mekanike, por jo deri në atë pikë që kupat të jenë të pasigurta për t'u përdorur”.
Megjithatë, është e rëndësishme që kur këto përbërës të asgjësohen në fund të jetës së tyre të dobishme, ato përmbushin kërkesat standarde të nevojshme për kompostim dhe ABM Composite ka kryer një sërë 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 biomasë ose kompost. pas 90 ditësh, tekniku ekzaminon biomasën duke përdorur një sitë. pas 12 javësh, të paktën 90 për qind e produktit duhet të jetë në gjendje të kalojë nëpër një sitë 2 mm × 2 mm”.
Biodegradimi përcaktohet duke bluar materialin e virgjër në pluhur dhe duke matur sasinë totale të CO2 të çliruar pas 90 ditësh. Kjo vlerëson se sa nga përmbajtja e karbonit në procesin e kompostimit konvertohet në ujë, biomasë dhe CO2. “Për të kaluar testin e kompostimit industrial, duhet të arrihet 90 për qind e 100 për qind e CO2 teorike 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 se shtimi i fibrës së tij të xhamit X4 në të vërtetë përmirëson biodegradueshmërinë (shih tabelën më lart), që është vetëm 78% për një përzierje PLA të pa përforcuar, për shembull. Ai shpjegon, “Megjithatë, kur u shtuan 30% fibrat tona të qelqit të biodegradueshme, biodegradimi u rrit në 94%, ndërsa shkalla e degradimit mbeti e mirë”.
Si rezultat, ABM Composite ka demonstruar se materialet e tij mund të certifikohen si të kompostueshme sipas EN 13432. Testet që materialet e tij kanë kaluar deri më tani përfshijnë ISO 14855-1 për biodegradueshmërinë përfundimtare aerobike të materialeve në kushte kompostimi të kontrolluara, ISO 16929 për aerobinë zbërthimi i kontrolluar, ISO DIN EN 13432 për kërkesat kimike dhe OECD 208 për testimin e fitotoksicitetit, ISO DIN EN 13432.
CO2 i çliruar gjatë kompostimit
Gjatë kompostimit, CO2 me të vërtetë lirohet, por një pjesë mbetet në tokë dhe më pas përdoret nga bimët. Kompostimi është studiuar për dekada, si një proces industrial dhe si një proces pas kompostimit që çliron më pak CO2 sesa alternativat e tjera të depozitimit të mbetjeve, dhe kompostimi konsiderohet ende një proces miqësor ndaj mjedisit dhe reduktues i gjurmës së karbonit.
Ekotoksiciteti përfshin testimin e biomasës së prodhuar gjatë procesit të kompostimit dhe bimëve të rritura me këtë biomasë. "Kjo është për t'u siguruar që kompostimi i këtyre produkteve të mos dëmtojë bimët në rritje." ka thënë Rosling. Përveç kësaj, ABM Composite ka demonstruar se materialet e tij plotësojnë kërkesat e biodegradimit në kushtet e kompostimit në shtëpi, të cilat gjithashtu kërkojnë 90% biodegradim, por për një periudhë 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 sërë aplikacionesh komerciale, por më shumë nuk mund të zbulohen për shkak të marrëveshjeve të konfidencialitetit. "Ne porosisim materialet tona që t'i përshtaten aplikacioneve të tilla si gota, disqe, pjata, takëme dhe kontejnerë për ruajtjen e ushqimit," thotë Rosling, "por ato përdoren gjithashtu si një alternativë ndaj plastikës me bazë nafte në kontejnerë kozmetikë dhe sende të mëdha shtëpiake. Kohët e fundit, materialet tona janë përzgjedhur për përdorim në prodhimin e komponentëve në instalimet e makinerive të mëdha industriale që duhet të zëvendësohen çdo 2-12 javë. Këto kompani kanë kuptuar se duke përdorur përforcimin tonë me fibra xhami X4, këto pjesë mekanike mund të bëhen me rezistencën e kërkuar ndaj konsumit 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 rregulloreve të reja mjedisore dhe emetimit të CO2”.
Rosling shtoi, “Ka gjithashtu një interes në rritje për përdorimin e fibrave tona të vazhdueshme në lloje të ndryshme të pëlhurave dhe materialeve jo të endura për të bërë komponentë strukturorë për industrinë e ndërtimit. Ne po shohim gjithashtu interes për përdorimin e fibrave tona të biodegradueshme me PA ose PP me bazë bio, por jo të biodegradueshme dhe materiale termoset inerte”.
Aktualisht, tekstil me fije qelqi X4/5 është më i shtrenjtë se E-glass, por vëllimet e prodhimit janë gjithashtu relativisht të vogla, dhe ABM Composite po ndjek një sërë mundësish për të zgjeruar aplikimet dhe për të lehtësuar një rritje deri në 20,000 ton/vit ndërsa kërkesa rritet. të cilat gjithashtu mund të ndihmojnë në uljen e kostove. Megjithatë, Rosling thotë se në shumë raste kostot që lidhen me përmbushjen e qëndrueshmërisë dhe kërkesave të reja rregullatore nuk janë marrë parasysh plotësisht. Ndërkohë, urgjenca për të shpëtuar planetin po rritet. "Shoqëria tashmë po shtyn për më shumë produkte me bazë bio." Ai shpjegon, "Ka shumë stimuj për të shtyrë përpara teknologjitë e riciklimit, bota duhet të ecë më shpejt në këtë dhe mendoj se shoqëria vetëm do të rrisë shtytjen e saj për produkte me bazë bio në të ardhmen".
LCA dhe Avantazhi i Qëndrueshmërisë
Rosling thotë se materialet e ABM Composite reduktojnë emetimet e gazeve serrë dhe përdorimin e energjisë së parinovueshme me 50-60 për qind për kilogram. “Ne përdorim bazën e të dhënave Environmental Footprint 2.0, bazën e të dhënave të akredituar GaBi dhe llogaritjet LCA (Life Cycle Analysis) 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 djegien ose pirolizën e mbetjeve të përbëra dhe produkteve EOL, dhe copëtimi dhe kompostimi është një opsion tërheqës, dhe është padyshim një nga propozimet kryesore të vlerës që ne ofrojmë. dhe ne po ofrojmë një lloj të ri riciklimi.” Rosling thotë, “Fibra qelqi ynë është bërë nga përbërës minerale natyralë që janë tashmë të pranishëm në tokë. Pra, pse të mos kompostoni përbërësit e përbërë EOL, ose të shpërndani fibrat nga përbërësit e padegradueshëm pas djegies dhe t'i përdorni ato si pleh? Ky është një opsion riciklimi me interes real global”.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (gjithashtu WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Koha e postimit: Maj-27-2024