Bəs şüşə lifli möhkəmləndirilmiş polimer (GFRP) kompozitləri, çəki azaltma, möhkəmlik və sərtlik, korroziyaya davamlılıq və davamlılıq kimi onilliklər boyu sübut olunmuş faydalara əlavə olaraq, istifadə müddətinin sonunda kompostlaşdırıla bilsəydi necə olardı? Bir sözlə, ABM Composite texnologiyasının cəlbedici cəhəti də elə budur.
Bioaktiv şüşə, yüksək möhkəmlikli liflər
2014-cü ildə qurulan Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finlandiya) şirkəti bioaktiv şüşədən hazırlanmış bioloji parçalana bilən şüşə lif hazırlayıb. ABM Composite şirkətinin tədqiqat və inkişaf direktoru Ari Rosling bunu "1960-cı illərdə hazırlanmış və şüşənin fizioloji şəraitdə parçalanmasına imkan verən xüsusi bir formulasiya" kimi təsvir edir. Bədənə daxil edildikdə, şüşə tərkibindəki mineral duzlara parçalanır, natrium, maqnezium, fosfatlar və s. buraxır və beləliklə, sümük böyüməsini stimullaşdıran bir vəziyyət yaradır.
"Oxşar xüsusiyyətlərə malikdirqələvisiz şüşə lif (E-şüşə)Roslinq dedi: “Lakin bu bioaktiv şüşənin istehsalı və liflərə çəkilməsi çətindir və indiyə qədər yalnız toz və ya mastika kimi istifadə olunub. Bildiyimiz qədəri ilə, ABM Composite ondan sənaye miqyasında yüksək möhkəmlikli şüşə lifləri istehsal edən ilk şirkət olub və biz hazırda bu ArcBiox X4/5 şüşə liflərindən müxtəlif növ plastikləri, o cümlədən bioloji parçalanan polimerləri möhkəmləndirmək üçün istifadə edirik”.
Tibbi implantlar
Finlandiyanın Helsinki şəhərindən iki saat şimalda yerləşən Tampere bölgəsi, 1980-ci illərdən bəri tibbi tətbiqlər üçün bioəsaslı bioloji parçalana bilən polimerlərin mərkəzi olmuşdur. Rosling təsvir edir: “Bu materiallardan hazırlanmış ilk kommersiya məqsədli implantlardan biri Tamperedə istehsal edilmişdir və ABM Composite şirkəti belə fəaliyyətə başladı! İndi bizim tibbi biznes bölməmizdir”.
“İmplantlar üçün bir çox bioloji parçalanan, bioloji udulan polimerlər mövcuddur.” O, davam edir, “lakin onların mexaniki xüsusiyyətləri təbii sümükdən çox uzaqdır. İmplanta təbii sümüklə eyni möhkəmlik vermək üçün bu bioloji parçalanan polimerləri gücləndirə bildik.” Rosling qeyd etdi ki, ABM əlavə edilmiş tibbi dərəcəli ArcBiox şüşə lifləri bioloji parçalanan PLLA polimerlərinin mexaniki xüsusiyyətlərini 200%-dən 500%-ə qədər yaxşılaşdıra bilər.
Nəticədə, ABM Composite implantları gücləndirilməmiş polimerlərlə hazırlanmış implantlara nisbətən daha yüksək performans təklif edir, eyni zamanda bioabsorbsiya olunur və sümük əmələ gəlməsini və böyüməsini təşviq edir. ABM Composite həmçinin optimal lif istiqamətini təmin etmək üçün avtomatlaşdırılmış lif/sap yerləşdirmə üsullarından istifadə edir, o cümlədən lifləri implantın bütün uzunluğu boyunca yerləşdirməklə yanaşı, potensial zəif nöqtələrə əlavə liflər yerləşdirir.
Məişət və texniki tətbiqlər
ABM Composite, böyüyən tibbi biznes bölməsi ilə bioəsaslı və bioloji parçalana bilən polimerlərin mətbəx qab-qacağı, bıçaq-qaşıq və digər məişət əşyaları üçün də istifadə edilə biləcəyini qəbul edir. “Bu bioloji parçalana bilən polimerlər, adətən, neft əsaslı plastiklərlə müqayisədə zəif mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.” Rosling dedi: “Lakin biz bu materialları bioloji parçalana bilən şüşə liflərimizlə gücləndirə bilərik və bu da onları geniş texniki tətbiqlər üçün fosil əsaslı kommersiya plastiklərinə demək olar ki, yaxşı alternativə çevirir”.
Nəticədə, ABM Composite şirkəti hazırda 60 nəfərin işlədiyi texniki biznes bölməsini genişləndirib. “Biz daha dayanıqlı istismar müddəti bitdikdən sonra (EOL) həllər təklif edirik.” Rosling deyir ki, “Dəyər təklifimiz bu bioloji parçalana bilən kompozitləri sənaye kompostlaşdırma əməliyyatlarına qoymaqdır və orada torpağa çevrilirlər.” Ənənəvi E-şüşə inertdir və bu kompostlaşdırma qurğularında parçalanmayacaq.
ArcBiox Lif Kompozitləri
ABM Composite, kompozit tətbiqlər üçün müxtəlif formalı ArcBiox X4/5 şüşə lifləri hazırlamışdır.qısa kəsilmiş liflərvə enjeksiyon qəlibləmə birləşmələridavamlı liflərtekstil və pultruziya qəlibləmə kimi proseslər üçün. ArcBiox BSGF seriyası bioloji parçalanan şüşə liflərini bioəsaslı polyester qətranlarla birləşdirir və ümumi texnologiya dərəcələrində və qida ilə təmasda olan tətbiqlərdə istifadə üçün təsdiqlənmiş ArcBiox 5 dərəcələrində mövcuddur.
ABM Composite həmçinin Polilaktik Turşu (PLA), PLLA və Polibutilen Suksinat (PBS) daxil olmaqla müxtəlif bioloji parçalana bilən və bioəsaslı polimerləri araşdırmışdır. Aşağıdakı diaqram X4/5 şüşə liflərinin polipropilen (PP) və hətta poliamid 6 (PA6) kimi standart şüşə lifli gücləndirilmiş polimerlərlə rəqabət aparmaq üçün performansı necə artıra biləcəyini göstərir.
ABM Composite həmçinin Polilaktik Turşu (PLA), PLLA və Polibutilen Suksinat (PBS) daxil olmaqla müxtəlif bioloji parçalana bilən və bioəsaslı polimerləri araşdırmışdır. Aşağıdakı diaqram X4/5 şüşə liflərinin polipropilen (PP) və hətta poliamid 6 (PA6) kimi standart şüşə lifli gücləndirilmiş polimerlərlə rəqabət aparmaq üçün performansı necə artıra biləcəyini göstərir.
Davamlılıq və Kompostlaşdırıla bilənlik
Əgər bu kompozitlər bioloji parçalana bilirsə, nə qədər davam edəcək? “X4/5 şüşə liflərimiz şəkər kimi beş dəqiqə və ya bir gecədə həll olmur və xüsusiyyətləri zamanla pisləşsə də, o qədər də nəzərə çarpmayacaq.” Rosling deyir: “Effektiv şəkildə parçalanmaq üçün in vivo və ya sənaye kompost yığınlarında olduğu kimi uzun müddət yüksək temperatur və rütubətə ehtiyacımız var. Məsələn, ArcBiox BSGF materialımızdan hazırlanmış stəkanları və qabları sınaqdan keçirdik və onlar funksionallığını itirmədən 200-ə qədər qabyuyan yuma dövrünə tab gətirə bildilər. Mexaniki xüsusiyyətlərdə müəyyən dərəcədə pozulma var, lakin stəkanların istifadəsi təhlükəli olacaq dərəcədə deyil.”
Lakin, bu kompozitlərin istifadə müddəti bitdikdən sonra atıldıqda, kompostlaşdırma üçün tələb olunan standart tələblərə cavab verməsi vacibdir və ABM Composite bu standartlara cavab verdiyini sübut etmək üçün bir sıra sınaqlar aparıb. “İSO standartlarına (sənaye kompostlaşdırması üçün) görə, bioloji parçalanma 6 ay ərzində, parçalanma isə 3 ay/90 gün ərzində baş verməlidir”. Rosling deyir ki, “Parçalanma test nümunəsinin/məhsulunun biokütləyə və ya komposta qoyulması deməkdir. 90 gündən sonra texnik biokütləni ələkdən istifadə edərək yoxlayır. 12 həftədən sonra məhsulun ən azı 90 faizi 2 mm × 2 mm ələkdən keçə bilməlidir”.
Bioloji parçalanma, təmiz materialı toza çevirməklə və 90 gündən sonra ayrılan CO2-nin ümumi miqdarını ölçməklə müəyyən edilir. Bu, kompostlaşdırma prosesinin karbon tərkibinin nə qədərinin suya, biokütləyə və CO2-yə çevrildiyini qiymətləndirir. “Sənaye kompostlaşdırma sınağından keçmək üçün kompostlaşdırma prosesindən əldə edilən nəzəri 100 faizlik CO2-nin 90 faizi (karbon tərkibinə əsasən) əldə edilməlidir”.
Roslinq deyir ki, ABM Composite parçalanma və bioloji parçalanma tələblərinə cavab verib və sınaqlar göstərib ki, ona X4 şüşə lifinin əlavə edilməsi əslində bioloji parçalanmanı yaxşılaşdırır (yuxarıdakı cədvələ baxın), məsələn, gücləndirilməmiş PLA qarışığı üçün bu, yalnız 78% təşkil edir. O izah edir: "Lakin, 30% bioloji parçalana bilən şüşə liflərimiz əlavə edildikdə, bioloji parçalanma 94%-ə qədər artıb, parçalanma nisbəti isə yaxşı qalıb".
Nəticədə, ABM Composite, materiallarının EN 13432 standartına uyğun olaraq kompostlaşdırıla biləcəyini nümayiş etdirdi. Materiallarının bu günə qədər keçdiyi sınaqlara nəzarət edilən kompostlaşdırma şəraitində materialların son aerob bioloji parçalanması üçün ISO 14855-1, aerobla idarə olunan parçalanma üçün ISO 16929, kimyəvi tələblər üçün ISO DIN EN 13432 və fitotoksiklik testi üçün OECD 208, ISO DIN EN 13432 daxildir.
Kompostlaşdırma zamanı CO2 buraxılır
Kompostlaşdırma zamanı CO2 həqiqətən də ayrılır, lakin bir hissəsi torpaqda qalır və daha sonra bitkilər tərəfindən istifadə olunur. Kompostlaşdırma onilliklərdir həm sənaye prosesi, həm də digər tullantıların utilizasiyası alternativlərinə nisbətən daha az CO2 buraxan kompostlaşdırmadan sonrakı proses kimi öyrənilir və kompostlaşdırma hələ də ekoloji cəhətdən təmiz və karbon izini azaldan bir proses hesab olunur.
Ekotoksiklik kompostlaşdırma prosesi zamanı istehsal olunan biokütlənin və bu biokütlə ilə yetişdirilən bitkilərin sınaqdan keçirilməsini əhatə edir. “Bu, bu məhsulların kompostlaşdırılmasının böyüyən bitkilərə zərər vermədiyinə əmin olmaq üçündür”, - deyə Roslinq bildirib. Bundan əlavə, ABM Composite şirkəti öz materiallarının evdə kompostlaşdırma şəraitində bioloji parçalanma tələblərinə cavab verdiyini nümayiş etdirib. Bu şəraitdə də 90% bioloji parçalanma tələb olunur, lakin bu, sənaye kompostlaşdırması üçün daha qısa müddətlə müqayisədə 12 aylıq müddət ərzində baş verir.
Sənaye tətbiqləri, istehsal, xərclər və gələcək artım
ABM Composite şirkətinin materialları bir sıra kommersiya məqsədləri üçün istifadə olunur, lakin məxfilik müqavilələri səbəbindən daha çox məlumat açıqlana bilmir. Rosling deyir ki, "Biz materiallarımızı fincan, boşqab, boşqab, bıçaq-qaşıq və qida saxlama qabları kimi tətbiqlərə uyğun sifariş edirik, lakin onlar həmçinin kosmetik qablarda və böyük məişət əşyalarında neft əsaslı plastiklərə alternativ kimi istifadə olunur. Daha yaxınlarda materiallarımız hər 2-12 həftədən bir dəyişdirilməsi lazım olan böyük sənaye maşınqayırma qurğularında komponentlərin istehsalında istifadə üçün seçilib. Bu şirkətlər X4 şüşə lifli armaturumuzdan istifadə etməklə bu mexaniki hissələrin tələb olunan aşınma müqaviməti ilə hazırlana biləcəyini və istifadədən sonra kompost edilə biləcəyini qəbul ediblər. Bu, yaxın gələcək üçün cəlbedici bir həlldir, çünki bu şirkətlər yeni ətraf mühit və CO2 emissiyası qaydalarına cavab vermək çətinliyi ilə üzləşirlər".
Rosling əlavə etdi: “Tikinti sənayesi üçün struktur komponentləri hazırlamaq məqsədilə müxtəlif növ parçalarda və toxunmamış materiallarda davamlı liflərimizdən istifadə etməyə də maraq artır. Həmçinin, bioloji parçalanan liflərimizdən bioloji əsaslı, lakin bioloji parçalanmayan PA və ya PP və inert termoset materialları ilə istifadə etməyə də maraq görürük”.
Hazırda X4/5 fiberglas E-şüşədən daha bahadır, lakin istehsal həcmləri də nisbətən azdır və ABM Composite tətbiqləri genişləndirmək və tələbat artdıqca ildə 20.000 tona qədər artımı asanlaşdırmaq üçün bir sıra imkanlar axtarır ki, bu da xərclərin azaldılmasına kömək edə bilər. Buna baxmayaraq, Rosling deyir ki, bir çox hallarda dayanıqlılığa və yeni tənzimləyici tələblərə cavab verməklə bağlı xərclər tam nəzərə alınmayıb. Bu arada, planetin xilas edilməsinin təcililiyi artır. "Cəmiyyət artıq daha çox bio əsaslı məhsullar üçün təkid edir." O izah edir: "Təkrar emal texnologiyalarını irəli aparmaq üçün bir çox stimul var, dünya bu istiqamətdə daha sürətli hərəkət etməlidir və düşünürəm ki, cəmiyyət gələcəkdə bio əsaslı məhsullara təkan verəcək".
LCA və Davamlılıq Üstünlüyü
Roslinq deyir ki, ABM Composite-in materialları istixana qazı tullantılarını və bərpa olunmayan enerji istifadəsini hər kiloqram üçün 50-60 faiz azaldır. “Biz məhsullarımız üçün akkreditə olunmuş GaBi məlumat dəsti olan Ətraf Mühitin İzlənməsi Məlumat Bazası 2.0 və ISO 14040 və ISO 14044″-də göstərilən metodologiyaya əsaslanan LCA (Həyat Dövrü Təhlili) hesablamalarından istifadə edirik.
“Hazırda kompozit materiallar həyat dövrünün sonuna çatdıqda, kompozit tullantıları və EOL məhsullarını yandırmaq və ya piroliz etmək üçün çoxlu enerji tələb olunur və doğramaq və kompost etmək cəlbedici bir seçimdir və bu, şübhəsiz ki, təklif etdiyimiz əsas dəyər təkliflərindən biridir və biz yeni bir təkrar emal növü təqdim edirik.” Rosling deyir: “Şüşə lifimiz torpaqda artıq mövcud olan təbii mineral komponentlərdən hazırlanır. Bəs niyə EOL kompozit komponentlərini kompostlaşdırmırıq və ya yandırıldıqdan sonra parçalanmayan kompozitlərdən lifləri həll edib gübrə kimi istifadə etmirik? Bu, real qlobal maraq doğuran təkrar emal variantıdır.”
Şanxay Orisen Yeni Material Texnologiyaları MMC
M: +86 18683776368 (həmçinin WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Ünvan: NO.398 Yeni Yaşıl Yol Xinbang Town Songjiang District, Şanxay
Yayımlanma vaxtı: 27 may 2024