Що робити, якщо композити, посилене полімерним волокном (GFRP), можуть бути складені в кінці їхнього корисного терміну, крім десятиліть перевірених переваг зниження ваги, міцності та жорсткості, корозійної стійкості та міцності? Це, в двох словах, є привабливість технології ABM Composite.
Біоактивне скло, волокна високої міцності
Заснована в 2014 році, арктичні біоматеріали OY (Тампер, Фінляндія) розробили біологічно розкладаються скляні волокна, виготовлені з так званого біоактивного скла, яке Арі Рослінг, директор з науково-дослідної роботи в ABM Composite, описує як «спеціальну формулювання, розроблену в 1960-х роках, що дозволяє скло для деградації в фізіологічних умовах. При введенні в організм скло розбивається у свої складові мінеральні солі, вивільняючи натрій, магній, фосфати тощо, створюючи таким чином стан, який стимулює ріст кісток ».
“Він має подібні властивостіСкляне волокно без лугів (e-склянка)". Рослінг сказав: "Але це біоактивне скло складно виготовити і малювати у волокна, і до цього часу воно використовується лише як порошок або шпаклівку. Наскільки нам відомо, ABM Composite була першою компанією, яка зробила з нього скляні волокна з високою міцністю в промисловому масштабі, і зараз ми використовуємо ці скляні волокна Arcbiox X4/5 для посилення різних типів пластмас, включаючи біологічно розкладаються полімери ».
Медичні імплантати
Регіон Тампера, дві години на північ від Гельсінкі, Фінляндія, був центром біорозкладаних полімерів для медичних застосувань з 1980-х років. Рослінг описує: "Один з перших наявних імплантатів, виготовлених з цих матеріалів, був виготовлений у Тампері, і ось так ABM Composite почав свій старт! що зараз наш медичний бізнес ”.
"Існує багато біорозкладаних, біоабсорбційних полімерів для імплантатів". Він продовжує: "Але їх механічні властивості далеко не природна кістка. Нам вдалося посилити ці біологічно розкладаються полімери, щоб надати імплантату таку ж силу, що і природна кістка ». Рослінг зазначив, що скляні волокна з медичного класу з додаванням ABM можуть покращити механічні властивості біологічно розкладаних полімерів PLLA на 200% до 500%.
Як результат, імплантати ABM Composite пропонують більш високу продуктивність, ніж імплантати, виготовлені за допомогою незареєстрованих полімерів, а також є біоабсорбцією та сприяння формуванню та росту кісток. Композит ABM також використовує автоматизовані методи розміщення волокон/ланцюга для забезпечення оптимальної орієнтації волокна, включаючи закладання волокон по всій довжині імплантату, а також розміщення додаткових волокон на потенційно слабких місцях.
Домогосподарство та технічні програми
Зі збільшенням медичного бізнесу композит ABM визнає, що полімери на основі біо-і біологічно розкладаються для кухонного посуду, столових приладів та інших предметів домашнього вжитку. "Ці біологічно розкладаються полімери, як правило, мають погані механічні властивості порівняно з пластмасами на основі нафти". Рослінг сказав: "Але ми можемо підкріпити ці матеріали за допомогою наших біологічно розкладаються скляних волокон, що робить їх практично хорошою альтернативою комерційному пластмасу на основі викопів для широкого спектру технічних застосувань".
Як результат, ABM Composite збільшив свій технічний бізнес, який зараз працює 60 осіб. "Ми пропонуємо більш стійкі рішення (EOL)." Рослінг каже: "Наша ціннісна пропозиція полягає в тому, щоб ввести ці біологічно розкладаються композити в операції промислового компостування, де вони перетворюються на ґрунт". Традиційне електронне скло інертне і не буде погіршуватися в цих компостних установах.
Композити Arcbiox Fiber
ABM Composite розробив різні форми скляних волокон Arcbiox X4/5 для композитних застосувань, відКороткорізні волокнаі ін'єкційні лиття сполуки добезперервні волокнадля таких процесів, як текстиль та пультрійське лиття. Діапазон Arcbiox BSGF поєднує біологічно розкладаються скляні волокна з поліефірними смолами на основі біо-на основі, і він доступний у загальних оцінках технологій та оцінок Arcbiox 5, затверджених для використання в контактних програмах з їжею.
ABM Composite також досліджував різноманітні біологічно розкладаються та біо-на основі полімерів, включаючи полілакінову кислоту (PLA), PLLA та полібутилену сукцинат (PBS). На схемі нижче показано, як скляні волокна X4/5 можуть покращити продуктивність, щоб конкурувати зі стандартними полімерами, армованими скляними волокнами, такими як поліпропілен (ПП) і навіть поліамід 6 (PA6).
ABM Composite також досліджував різноманітні біологічно розкладаються та біо-на основі полімерів, включаючи полілактичну кислоту (PLA), PLLA та полібутилену сукцинат (PBS). На схемі нижче показано, як скляні волокна X4/5 можуть покращити продуктивність, щоб конкурувати зі стандартними полімерами, армованими скляними волокнами, такими як поліпропілен (ПП) і навіть поліамід 6 (PA6).
Довговічність та компостуваність
Якщо ці композити біологічно розкладаються, як довго вони триватимуть? "Наші скляні волокна X4/5 не розчиняються за п’ять хвилин або протягом ночі, як це робить цукор, і хоча їх властивості з часом погіршаться, це не буде таким помітним". Каже Рослінг: «Для ефективного погіршення нам потрібні підвищені температури та вологості протягом тривалих періодів часу, як виявлено in vivo або в палі промислового компосту. Наприклад, ми протестували чашки та миски, виготовлені з нашого матеріалу Arcbiox BSGF, і вони могли витримати до 200 циклів миття посуду, не втрачаючи функціональності. Існує певна деградація механічних властивостей, але не до того моменту, коли чашки небезпечні для використання ».
Однак важливо, щоб, коли ці композити утилізуються в кінці свого корисного життя, вони відповідають стандартним вимогам, необхідним для компостування, і ABM Composite провів низку тестів, щоб довести, що він відповідає цим стандартам. "Відповідно до стандартів ISO (для промислового компостування), біодеградація повинна відбуватися протягом 6 місяців і розкладатися протягом 3 місяців/90 днів". Рослінг каже: «Розкладання означає розміщення тестового зразка/продукту в біомасу або компост. Через 90 днів технік вивчає біомасу за допомогою сито. Через 12 тижнів щонайменше 90 відсотків продукту повинні мати можливість пройти через сито 2 мм × 2 мм ».
Біодеградація визначається шляхом подрібнення дівочого матеріалу в порошок і вимірювання загальної кількості СО2, що виділяється через 90 днів. Це оцінює, скільки вмісту вуглецю в процесі компостування перетворюється у воду, біомасу та СО2. "Щоб пройти тест промислового компостування, 90 відсотків теоретичних 100 -відсоткових СО2 від процесу компостування повинні бути досягнуті (на основі вмісту вуглецю)".
Rosling каже, що ABM Composite відповідав вимогам щодо розкладання та біодеградації, і тести показали, що додавання його скляного волокна X4 фактично покращує біодеградованість (див. Таблицю вище), що становить лише 78% для незамінної суміші PLA, наприклад. Він пояснює: "Однак, коли були додані наші 30% біологічно розкладаються скляні волокна, біодеградація зросла до 94%, тоді як швидкість деградації залишалася хорошою".
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 випущений під час компостування
Під час компостування СО2 справді вивільняється, але деякі залишаються в ґрунті і потім використовуються рослинами. Компостування вивчається протягом десятиліть, як як промисловий процес, так і як процес після компостування, який вивільняє менше СО2, ніж інші альтернативи утилізації відходів, і компостування все ще вважається екологічно чистим та процесом зменшення вуглецю.
Екотоксичність передбачає тестування біомаси, виробленої в процесі компостування, та рослин, вирощених за допомогою цієї біомаси. "Це означає, що компостування цих продуктів не завдає шкоди зростаючим рослинам". - сказав Рослінг. Крім того, ABM Composite продемонстрував, що його матеріали відповідають вимогам біодеградації в умовах компостування домашнього компостування, які також потребують 90% біодеградації, але протягом 12-місячного періоду порівняно з коротшим періодом промислового компостування.
Промислові програми, виробництво, витрати та майбутнє зростання
Матеріали ABM Composite використовуються в ряді комерційних додатків, але більше не може бути розкрито через угоди про конфіденційність. "Ми замовляємо наші матеріали відповідно до застосувань, таких як чашки, тарілки, тарілки, столові прибори та контейнери для зберігання їжі",-каже Рослінг,-але вони також використовуються як альтернатива пластмасу на основі нафти в косметичних контейнерах та великих предметах домашнього вжитку. Зовсім недавно наші матеріали були обрані для використання у виготовленні компонентів у великих установах промислової машини, які потрібно замінити кожні 2-12 тижні. Ці компанії визнали, що за допомогою нашого арматури скляного волокна X4, ці механічні деталі можуть бути зроблені з необхідною стійкістю до зносу, а також компостувати після використання. Це привабливе рішення для найближчого майбутнього, оскільки ці компанії стикаються з викликом задоволення нових регламентів з викидів навколишнього середовища та СО2 ».
Рослінг додав: "Також зростає інтерес до використання наших безперервних волокон у різних типах тканин та невованих, щоб зробити структурні компоненти для будівельної галузі. Ми також спостерігаємо зацікавленість у використанні наших біологічно розкладаються волокна з біо-на основі, але не біорозкладаними ПА або ПП та інертними термореактивними матеріалами ».
В даний час склопластик X4/5 дорожче, ніж E-склянку, але обсяги виробництва також відносно невеликі, і ABM Composite переслідує ряд можливостей для розширення застосувань та полегшення збільшення до 20 000 тонн на рік у міру зростання попиту, що також може допомогти зменшити витрати. Незважаючи на це, Рослінг каже, що в багатьох випадках витрати, пов'язані з стійкістю до зустрічі та нових регуляторних вимог, не були враховані повністю. Тим часом терміновість збереження планети зростає. "Суспільство вже наполягає на більшій кількості продуктів на основі біо". Він пояснює: "Існує багато стимулів для просування технологій переробки вперед, світ повинен швидше рухатися по цьому, і я думаю, що суспільство лише збільшить його поштовх до біо-продуктів у майбутньому".
LCA та перевага стійкості
Рослінг каже, що матеріали ABM Composite зменшують викиди парникових газів та використання не відновлюваної енергії на 50-60 відсотків за кілограм. "Ми використовуємо базу даних екологічних слідів 2.0, акредитований набір даних GABI та розрахунки LCA (аналіз життєвого циклу) для наших продуктів на основі методології, викладеної в ISO 14040 та ISO 14044 ″.
"В даний час, коли композити досягають кінця свого життєвого циклу, потрібно багато енергії для спалювання або піролічних композитних відходів та продуктів EOL, а подрібнення та компостування є привабливим варіантом, і це, безумовно, одна з ключових ціннісних пропозицій, які ми пропонуємо, і ми пропонуємо новий тип переробки". Рослінг каже: «Наш склопластиок виготовлений із природних мінеральних компонентів, які вже присутні в ґрунті. То чому б не компостувати композитні компоненти EOL, або розчинити волокна від недеградних композитів після спалювання та не використовувати їх як добриво? Це варіант переробки реального глобального інтересу ».
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
М: +86 18683776368 (також WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адреса: №398 Нова Зелена дорога Сінбанг Таун Сонцзян, Шанхай
Час посади: 27-2024 травня