Je, ikiwa nyuzi za kioo zilizoimarishwa za polima (GFRP) composites zinaweza kutengenezwa mwishoni mwa maisha yao muhimu, pamoja na miongo kadhaa ya faida zilizothibitishwa za kupunguza uzito, nguvu na ugumu, upinzani wa kutu na uimara? Hiyo, kwa kifupi, ni mvuto wa teknolojia ya ABM Composite.
Kioo cha bioactive, nyuzi za nguvu za juu
Ilianzishwa mwaka wa 2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Ufini) imetengeneza nyuzinyuzi ya glasi inayoweza kuoza iliyotengenezwa kutoka kwa kinachojulikana kama glasi hai, ambayo Ari Rosling, mkurugenzi wa R&D katika ABM Composite, anaelezea kama "uundaji maalum uliotengenezwa katika miaka ya 1960 ambao unaruhusu glasi kudhoofisha chini ya hali ya kisaikolojia. Inapoingizwa mwilini, glasi hiyo hugawanyika ndani ya chumvi zake za madini, ikitoa sodiamu, magnesiamu, fosfeti, n.k., hivyo basi kutokeza hali inayochochea ukuzi wa mifupa.”
"Ina mali sawa nanyuzinyuzi za glasi zisizo na alkali (E-glasi).” Rosling alisema, "Lakini glasi hii ya bioactive ni ngumu kutengeneza na kuchora kwenye nyuzi, na hadi sasa imekuwa ikitumika tu kama poda au putty. Kwa kadiri tunavyojua, ABM Composite ilikuwa kampuni ya kwanza kutengeneza nyuzi za glasi zenye nguvu nyingi kutoka kwayo kwa kiwango cha viwanda, na sasa tunatumia nyuzi hizi za kioo za ArcBiox X4/5 ili kuimarisha aina mbalimbali za plastiki, ikiwa ni pamoja na polima zinazoweza kuharibika".
Vipandikizi vya matibabu
Eneo la Tampere, saa mbili kaskazini mwa Helsinki, Ufini, limekuwa kitovu cha polima zinazoweza kuharibika kwa kutumia kibayolojia kwa matumizi ya matibabu tangu miaka ya 1980. Rosling anaeleza, “Moja ya vipandikizi vya kwanza vinavyopatikana kibiashara vilivyotengenezwa kwa nyenzo hizi vilitolewa Tampere, na hivyo ndivyo ABM Composite ilianza! ambacho sasa ni kitengo chetu cha biashara ya matibabu”.
"Kuna polima nyingi zinazoweza kuoza, zinazoweza kufyonzwa kwa ajili ya vipandikizi." Anaendelea, "lakini sifa zao za kiufundi ziko mbali na mfupa wa asili. Tuliweza kuimarisha polima hizi zinazoweza kuoza ili kuipa kipandikizi nguvu sawa na mfupa asilia”. Rosling alibainisha kuwa nyuzi za kioo za daraja la matibabu za ArcBiox pamoja na ABM zinaweza kuboresha sifa za mitambo za polima za PLLA zinazoweza kuharibika kwa 200% hadi 500%.
Kwa hivyo, vipandikizi vya ABM Composite vinatoa utendakazi wa hali ya juu kuliko vipandikizi vilivyotengenezwa kwa polima ambazo hazijaimarishwa, huku pia vikiwa vinaweza kufyonzwa na kukuza uundaji na ukuaji wa mifupa. Mchanganyiko wa ABM pia hutumia mbinu otomatiki za uwekaji wa nyuzi/ uzi ili kuhakikisha uelekeo bora zaidi wa nyuzinyuzi, ikijumuisha kuwekea nyuzi kwenye urefu mzima wa kipandikizi, na pia kuweka nyuzi za ziada kwenye sehemu zinazoweza kuwa dhaifu.
Maombi ya kaya na kiufundi
Pamoja na kitengo chake cha biashara cha matibabu kinachokua, ABM Composite inatambua kuwa polima zenye msingi wa kibaiolojia na zinazoweza kuoza zinaweza pia kutumika kwa vyombo vya jikoni, vipandikizi na vitu vingine vya nyumbani. "Polima hizi zinazoweza kuoza kwa kawaida zina sifa duni za mitambo ikilinganishwa na plastiki zenye msingi wa petroli." Rosling alisema, "Lakini tunaweza kuimarisha nyenzo hizi kwa nyuzi zetu za glasi zinazoweza kuoza, na kuzifanya kuwa mbadala nzuri kwa plastiki za kibiashara za msingi kwa matumizi anuwai ya kiufundi".
Kama matokeo, ABM Composite imeongeza kitengo chake cha biashara ya kiufundi, ambayo sasa inaajiri watu 60. "Tunatoa suluhisho endelevu zaidi za mwisho wa maisha (EOL)." Rosling anasema, "Pendekezo letu la thamani ni kuweka composites hizi zinazoweza kuoza katika shughuli za kutengeneza mboji za viwandani ambapo zinageuka kuwa udongo." Kioo cha E-kijadi ni kifyonzi na haitashusha hadhi katika vifaa hivi vya kutengenezea mboji.
Mchanganyiko wa Fiber ya ArcBiox
ABM Composite imeunda aina mbalimbali za nyuzi za kioo za ArcBiox X4/5 kwa ajili ya matumizi ya mchanganyiko, kutokanyuzi za muda mfupina misombo ya ukingo wa sindano kwanyuzi zinazoendeleakwa michakato kama vile ukingo wa nguo na pultrusion. Aina mbalimbali za ArcBiox BSGF huchanganya nyuzi za glasi zinazoweza kuoza na resini za poliesta zinazotokana na viumbe na zinapatikana katika viwango vya teknolojia ya jumla na alama za ArcBiox 5 zilizoidhinishwa kutumika katika maombi ya kuwasiliana na chakula.
ABM Composite pia imechunguza aina mbalimbali za polima zinazoweza kuoza na zenye msingi wa kibiolojia ikiwa ni pamoja na Polylactic Acid (PLA), PLLA na Polybutylene Succinate (PBS). Mchoro ulio hapa chini unaonyesha jinsi nyuzi za kioo za X4/5 zinavyoweza kuboresha utendaji ili kushindana na polima za kawaida zilizoimarishwa za nyuzi za glasi kama vile polypropen (PP) na hata polyamide 6 (PA6).
ABM Composite pia imechunguza aina mbalimbali za polima zinazoweza kuoza na zitokanazo na viumbe, ikiwa ni pamoja na Polylactic Acid (PLA), PLLA na Polybutylene Succinate (PBS). Mchoro ulio hapa chini unaonyesha jinsi nyuzi za kioo za X4/5 zinavyoweza kuboresha utendaji ili kushindana na polima za kawaida zilizoimarishwa za nyuzi za glasi kama vile polypropen (PP) na hata polyamide 6 (PA6).
Kudumu na Kutua
Ikiwa composites hizi zinaweza kuoza, zitadumu kwa muda gani? "Nyuzi zetu za glasi za X4/5 haziyeyuki kwa dakika tano au usiku mmoja kama sukari, na ingawa mali zao zitaharibika kwa wakati, haitaonekana." Anasema Rosling, "Ili kudhoofisha ipasavyo, tunahitaji halijoto iliyoinuliwa na unyevunyevu kwa muda mrefu, kama inavyopatikana katika vivo au kwenye rundo la mboji ya viwandani. Kwa mfano, tulijaribu vikombe na bakuli zilizotengenezwa kutoka nyenzo zetu za ArcBiox BSGF, na zinaweza kuhimili hadi mizunguko 200 ya kuosha vyombo bila kupoteza utendakazi. Kuna uharibifu fulani wa sifa za mitambo, lakini sio kufikia mahali ambapo vikombe sio salama kutumia".
Hata hivyo, ni muhimu kwamba wakati composites hizi zinatupwa mwishoni mwa maisha yao ya manufaa, zinakidhi mahitaji ya kawaida yanayohitajika kwa ajili ya kutengeneza mboji, na ABM Composite imefanya mfululizo wa majaribio ili kuthibitisha kwamba inakidhi viwango hivi. "Kulingana na viwango vya ISO (kwa ajili ya uwekaji mboji wa viwandani), uharibifu wa viumbe unapaswa kutokea ndani ya miezi 6 na kuoza ndani ya miezi 3/siku 90". Rosling anasema, “Mtengano unamaanisha kuweka sampuli/bidhaa ya majaribio kwenye biomasi au mboji. baada ya siku 90, fundi huchunguza majani kwa kutumia ungo. baada ya wiki 12, angalau asilimia 90 ya bidhaa inapaswa kupitisha ungo wa 2 mm × 2 mm".
Uharibifu wa viumbe hai huamuliwa kwa kusaga nyenzo mbichi kuwa unga na kupima jumla ya kiasi cha CO2 iliyotolewa baada ya siku 90. Hii hutathmini ni kiasi gani cha kaboni katika mchakato wa kutengeneza mboji hubadilishwa kuwa maji, majani na CO2. "Ili kufaulu mtihani wa kutengeneza mboji viwandani, asilimia 90 ya kinadharia ya asilimia 100 ya CO2 kutoka kwa mchakato wa kutengeneza mboji lazima ifikiwe (kulingana na maudhui ya kaboni)".
Rosling anasema Mchanganyiko wa ABM umekidhi mahitaji ya mtengano na uharibifu wa viumbe hai, na majaribio yameonyesha kuwa kuongezwa kwa nyuzi zake za kioo X4 kwa kweli kunaboresha uharibifu wa viumbe (tazama jedwali hapo juu), ambayo ni 78% tu kwa mchanganyiko wa PLA ambao haujaimarishwa, kwa mfano. Anafafanua, "Hata hivyo, wakati asilimia 30 ya nyuzi zetu za kioo zinazoweza kuharibika ziliongezwa, uharibifu wa viumbe uliongezeka hadi 94%, wakati viwango vya uharibifu viliendelea kuwa vyema".
Kama matokeo, ABM Composite imethibitisha kuwa nyenzo zake zinaweza kuthibitishwa kama mboji kulingana na EN 13432. Majaribio ambayo nyenzo zake zimepitisha hadi sasa ni pamoja na ISO 14855-1 kwa biodegradability ya mwisho ya aerobic ya nyenzo chini ya hali ya mboji inayodhibitiwa, ISO 16929 kwa aerobics. mtengano unaodhibitiwa, ISO DIN EN 13432 kwa mahitaji ya kemikali, na OECD 208 ya kupima sumu ya phytotoxicity, ISO DIN EN 13432.
CO2 iliyotolewa wakati wa kutengeneza mboji
Wakati wa kutengeneza mboji, CO2 kwa hakika hutolewa, lakini baadhi hubakia kwenye udongo na kisha kutumiwa na mimea. Uwekaji mboji umechunguzwa kwa miongo kadhaa, kama mchakato wa viwandani na kama mchakato wa baada ya mboji ambao hutoa CO2 kidogo kuliko njia mbadala za utupaji taka, na uwekaji mboji bado unachukuliwa kuwa wa kirafiki wa mazingira na mchakato wa kupunguza alama ya kaboni.
Ecotoxicity inahusisha kupima majani yanayozalishwa wakati wa mchakato wa kutengeneza mboji na mimea inayokuzwa na majani haya. "Hii ni kuhakikisha kuwa kutengeneza mboji kwa bidhaa hizi hakudhuru mimea inayokua." Rosling alisema. Kwa kuongeza, ABM Composite imeonyesha kuwa nyenzo zake zinakidhi mahitaji ya uharibifu wa viumbe chini ya hali ya mboji ya nyumbani, ambayo pia inahitaji uharibifu wa viumbe hai wa 90%, lakini kwa kipindi cha miezi 12, ikilinganishwa na kipindi kifupi cha kutengeneza mboji ya viwandani.
Matumizi ya viwanda, uzalishaji, gharama na ukuaji wa siku zijazo
Nyenzo za ABM Composite hutumiwa katika matumizi kadhaa ya kibiashara, lakini mengi hayawezi kufichuliwa kutokana na makubaliano ya usiri. "Tunaagiza vifaa vyetu ili kuendana na matumizi kama vile vikombe, sahani, sahani, vyombo na vyombo vya kuhifadhia chakula," Rosling anasema, "lakini pia hutumiwa kama mbadala wa plastiki inayotokana na mafuta ya petroli kwenye vyombo vya mapambo na vitu vikubwa vya nyumbani. Hivi karibuni, nyenzo zetu zimechaguliwa kwa ajili ya matumizi katika utengenezaji wa vipengele katika mitambo ya mashine kubwa ya viwanda ambayo inahitaji kubadilishwa kila baada ya wiki 2-12. Makampuni haya yametambua kwamba kwa kutumia uimarishaji wetu wa nyuzi za kioo za X4, sehemu hizi za mitambo zinaweza kufanywa kwa upinzani unaohitajika wa kuvaa na pia ni mboji baada ya matumizi. Hili ni suluhu la kuvutia kwa siku za usoni kwani kampuni hizi zinakabiliwa na changamoto ya kukidhi kanuni mpya za mazingira na utoaji wa CO2”.
Rosling aliongeza, "Pia kuna shauku inayoongezeka ya kutumia nyuzi zetu zinazoendelea katika aina tofauti za vitambaa na zisizo za kusuka kutengeneza vifaa vya kimuundo kwa tasnia ya ujenzi. Pia tunaona nia ya kutumia nyuzi zetu zinazoweza kuoza na PA au PP zenye msingi wa kibiolojia lakini zisizoweza kuoza na nyenzo za thermoset ajizi”.
Kwa sasa, X4/5 fiberglass ni ghali zaidi kuliko E-glass, lakini kiasi cha uzalishaji pia ni kidogo, na ABM Composite inatafuta fursa kadhaa za kupanua programu na kuwezesha kuongeza hadi tani 20,000 kwa mwaka mahitaji yanavyoongezeka. ambayo pia inaweza kusaidia kupunguza gharama. Hata hivyo, Rosling anasema kwamba katika hali nyingi gharama zinazohusiana na uendelevu na mahitaji mapya ya udhibiti hazijazingatiwa kikamilifu. Wakati huo huo, uharaka wa kuokoa sayari unakua. "Jamii tayari inasukuma kwa bidhaa zaidi za kibaolojia." Anafafanua, "Kuna motisha nyingi za kusukuma mbele teknolojia ya kuchakata tena, ulimwengu unahitaji kusonga mbele kwa kasi zaidi juu ya hili na nadhani jamii itaongeza tu msukumo wake wa bidhaa za kibaolojia katika siku zijazo".
LCA na Faida Endelevu
Rosling anasema nyenzo za ABM Composite hupunguza utoaji wa gesi chafuzi na matumizi ya nishati isiyoweza kurejeshwa kwa asilimia 50-60 kwa kila kilo. "Tunatumia Hifadhidata ya Nyayo za Mazingira 2.0, seti ya data ya GaBi iliyoidhinishwa, na hesabu za LCA (Uchambuzi wa Mzunguko wa Maisha) kwa bidhaa zetu kulingana na mbinu iliyoainishwa katika ISO 14040 na ISO 14044″.
"Kwa sasa, wakati composites kufikia mwisho wa mzunguko wa maisha yao, nishati nyingi inahitajika ili kuteketeza au pyrolyse taka Composite na bidhaa EOL, na kupasua na mboji ni chaguo kuvutia, na bila shaka ni moja ya mapendekezo ya thamani ya sisi kutoa, na tunatoa aina mpya ya urejeleaji tena." Rosling anasema, "Fiberglass yetu imetengenezwa kutoka kwa vipengele vya asili vya madini ambavyo tayari vipo kwenye udongo. Kwa hivyo kwa nini usitengeneze vipengele vya mchanganyiko wa EOL, au kufuta nyuzi kutoka kwa composites zisizoharibika baada ya kuteketezwa na kuzitumia kama mbolea? Hili ni chaguo la kuchakata tena lenye manufaa ya kimataifa”.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368(pia WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Anwani: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Muda wa kutuma: Mei-27-2024