Beth pe bai modd compostio cyfansoddion polymer wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr (GFRP) ar ddiwedd eu hoes ddefnyddiol, yn ogystal â'r degawdau o fanteision profedig o leihau pwysau, cryfder ac anystwythder, ymwrthedd i gyrydiad a gwydnwch? Dyna, yn gryno, apêl technoleg ABM Composite.
Gwydr bioactif, ffibrau cryfder uchel
Wedi'i sefydlu yn 2014, mae Arctic Biomaterials Oy (Tampere, y Ffindir) wedi datblygu ffibr gwydr bioddiraddadwy wedi'i wneud o'r hyn a elwir yn wydr bioactif, y mae Ari Rosling, cyfarwyddwr Ymchwil a Datblygu yn ABM Composite, yn ei ddisgrifio fel "fformiwleiddiad arbennig a ddatblygwyd yn y 1960au sy'n caniatáu i wydr gael ei ddiraddio o dan amodau ffisiolegol. Pan gaiff ei gyflwyno i'r corff, mae'r gwydr yn dadelfennu i'w halwynau mwynau cyfansoddol, gan ryddhau sodiwm, magnesiwm, ffosffadau, ac ati, gan greu cyflwr sy'n ysgogi twf esgyrn."
"Mae ganddo briodweddau tebyg iffibr gwydr di-alcali (E-wydr).” Dywedodd Rosling, “Ond mae’r gwydr bioactif hwn yn anodd ei gynhyrchu a’i dynnu’n ffibrau, a hyd yn hyn dim ond fel powdr neu bwti y mae wedi cael ei ddefnyddio. Hyd y gwyddom ni, ABM Composite oedd y cwmni cyntaf i wneud ffibrau gwydr cryfder uchel ohono ar raddfa ddiwydiannol, ac rydym bellach yn defnyddio’r ffibrau gwydr ArcBiox X4/5 hyn i atgyfnerthu gwahanol fathau o blastigau, gan gynnwys polymerau bioddiraddadwy”.
Implaniadau meddygol
Mae rhanbarth Tampere, dwy awr i'r gogledd o Helsinki, y Ffindir, wedi bod yn ganolfan ar gyfer polymerau bioddiraddadwy bio-seiliedig ar gyfer cymwysiadau meddygol ers y 1980au. Mae Rosling yn disgrifio, “Cynhyrchwyd un o'r mewnblaniadau cyntaf a oedd ar gael yn fasnachol a wnaed gyda'r deunyddiau hyn yn Tampere, a dyna sut y dechreuodd ABM Composite! sydd bellach yn uned fusnes feddygol i ni”.
“Mae yna lawer o bolymerau bioddiraddadwy, bioamsugnadwy ar gyfer mewnblaniadau.” Mae’n parhau, “ond mae eu priodweddau mecanyddol ymhell o fod yn asgwrn naturiol. Roedden ni’n gallu gwella’r polymerau bioddiraddadwy hyn er mwyn rhoi’r un cryfder i’r mewnblaniad ag asgwrn naturiol”. Nododd Rosling y gall ffibrau gwydr ArcBiox gradd feddygol gydag ychwanegu ABM wella priodweddau mecanyddol polymerau PLLA bioddiraddadwy o 200% i 500%.
O ganlyniad, mae mewnblaniadau ABM Composite yn cynnig perfformiad uwch na mewnblaniadau a wneir gyda pholymerau heb eu hatgyfnerthu, tra hefyd yn fiosambwradwy ac yn hyrwyddo ffurfio a thwf esgyrn. Mae ABM Composite hefyd yn defnyddio technegau gosod ffibr/llinynnau awtomataidd i sicrhau cyfeiriadedd ffibr gorau posibl, gan gynnwys gosod ffibrau ar hyd hyd cyfan yr mewnblaniad, yn ogystal â gosod ffibrau ychwanegol mewn mannau a allai fod yn wan.
Cymwysiadau cartref a thechnegol
Gyda'i uned fusnes feddygol sy'n tyfu, mae ABM Composite yn cydnabod y gellir defnyddio polymerau bio-seiliedig a bioddiraddadwy hefyd ar gyfer offer cegin, cyllyll a ffyrc ac eitemau cartref eraill. “Mae gan y polymerau bioddiraddadwy hyn fel arfer briodweddau mecanyddol gwael o'u cymharu â phlastigau sy'n seiliedig ar betroliwm.” Dywedodd Rosling, “Ond gallwn atgyfnerthu'r deunyddiau hyn gyda'n ffibrau gwydr bioddiraddadwy, gan eu gwneud yn ddewis arall da i blastigau masnachol sy'n seiliedig ar danwydd ffosil ar gyfer ystod eang o gymwysiadau technegol”.
O ganlyniad, mae ABM Composite wedi cynyddu ei uned fusnes dechnegol, sydd bellach yn cyflogi 60 o bobl. “Rydym yn cynnig atebion diwedd oes (EOL) mwy cynaliadwy.” Dywed Rosling, “Ein cynnig gwerth yw rhoi’r cyfansoddion bioddiraddadwy hyn mewn gweithrediadau compostio diwydiannol lle maent yn troi’n bridd.” Mae E-wydr traddodiadol yn anadweithiol ac ni fydd yn diraddio yn y cyfleusterau compostio hyn.
Cyfansoddion Ffibr ArcBiox
Mae ABM Composite wedi datblygu gwahanol ffurfiau o ffibrau gwydr ArcBiox X4/5 ar gyfer cymwysiadau cyfansawdd, offibrau wedi'u torri'n fyra chyfansoddion mowldio chwistrellu iffibrau parhausar gyfer prosesau fel mowldio tecstilau a phultrusion. Mae ystod ArcBiox BSGF yn cyfuno ffibrau gwydr bioddiraddadwy â resinau polyester bio-seiliedig ac mae ar gael mewn graddau technoleg gyffredinol a graddau ArcBiox 5 sydd wedi'u cymeradwyo i'w defnyddio mewn cymwysiadau cyswllt bwyd.
Mae ABM Composite hefyd wedi ymchwilio i amrywiaeth o bolymerau bioddiraddadwy a bio-seiliedig gan gynnwys Asid Polylactig (PLA), PLLA a Polybutylen Succinate (PBS). Mae'r diagram isod yn dangos sut y gall ffibrau gwydr X4/5 wella perfformiad i gystadlu â pholymerau safonol wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr fel polypropylen (PP) a hyd yn oed polyamid 6 (PA6).
Mae ABM Composite hefyd wedi ymchwilio i amrywiaeth o bolymerau bioddiraddadwy a bio-seiliedig, gan gynnwys Asid Polylactig (PLA), PLLA a Polybutylen Succinate (PBS). Mae'r diagram isod yn dangos sut y gall ffibrau gwydr X4/5 wella perfformiad i gystadlu â pholymerau safonol wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr fel polypropylen (PP) a hyd yn oed polyamid 6 (PA6).
Gwydnwch a Chompostadwyedd
Os yw'r cyfansoddion hyn yn fioddiraddadwy, pa mor hir y byddant yn para? “Nid yw ein ffibrau gwydr X4/5 yn hydoddi mewn pum munud na dros nos fel y mae siwgr yn ei wneud, ac er y bydd eu priodweddau'n dirywio dros amser, ni fydd mor amlwg.” Meddai Rosling, “I ddirywio'n effeithiol, mae angen tymereddau a lleithder uwch arnom dros gyfnodau hir o amser, fel y canfyddir in vivo neu mewn tomenni compost diwydiannol. Er enghraifft, fe wnaethom brofi cwpanau a bowlenni wedi'u gwneud o'n deunydd ArcBiox BSGF, a gallent wrthsefyll hyd at 200 o gylchoedd golchi llestri heb golli ymarferoldeb. Mae rhywfaint o ddirywiad yn y priodweddau mecanyddol, ond nid i'r pwynt lle mae'r cwpanau'n anniogel i'w defnyddio”.
Fodd bynnag, mae'n bwysig, pan gaiff y cyfansoddion hyn eu gwaredu ar ddiwedd eu hoes ddefnyddiol, eu bod yn bodloni'r gofynion safonol sydd eu hangen ar gyfer compostio, ac mae ABM Composite wedi cynnal cyfres o brofion i brofi ei fod yn bodloni'r safonau hyn. “Yn ôl y safonau ISO (ar gyfer compostio diwydiannol), dylai bioddiraddio ddigwydd o fewn 6 mis a dadelfennu o fewn 3 mis/90 diwrnod”. Dywed Rosling, “Mae dadelfennu yn golygu rhoi'r sampl/cynnyrch prawf yn y biomas neu'r compost. Ar ôl 90 diwrnod, mae'r technegydd yn archwilio'r biomas gan ddefnyddio rhidyll. Ar ôl 12 wythnos, dylai o leiaf 90 y cant o'r cynnyrch allu mynd trwy ridyll 2 mm × 2 mm”.
Pennir bioddiraddio drwy falu’r deunydd gwyryf yn bowdr a mesur cyfanswm y CO2 a ryddheir ar ôl 90 diwrnod. Mae hyn yn asesu faint o gynnwys carbon y broses gompostio sy’n cael ei drawsnewid yn ddŵr, biomas a CO2. “I basio’r prawf compostio diwydiannol, rhaid cyflawni 90 y cant o’r 100 y cant CO2 damcaniaethol o’r broses gompostio (yn seiliedig ar gynnwys carbon)”.
Dywed Rosling fod ABM Composite wedi bodloni'r gofynion dadelfennu a bioddiraddio, ac mae profion wedi dangos bod ychwanegu ei ffibr gwydr X4 mewn gwirionedd yn gwella bioddiraddadwyedd (gweler y tabl uchod), sef dim ond 78% ar gyfer cymysgedd PLA heb ei atgyfnerthu, er enghraifft. Mae'n egluro, "Fodd bynnag, pan ychwanegwyd ein ffibrau gwydr bioddiraddadwy 30%, cynyddodd bioddiraddio i 94%, tra bod y cyfraddau diraddio yn parhau'n dda".
O ganlyniad, mae ABM Composite wedi dangos y gellir ardystio ei ddeunyddiau fel rhai y gellir eu compostio yn ôl EN 13432. Mae profion y mae ei ddeunyddiau wedi'u pasio hyd yn hyn yn cynnwys ISO 14855-1 ar gyfer bioddiraddadwyedd aerobig terfynol deunyddiau o dan amodau compostio rheoledig, ISO 16929 ar gyfer dadelfennu rheoledig aerobig, ISO DIN EN 13432 ar gyfer gofynion cemegol, ac OECD 208 ar gyfer profi ffytowenwyndra, ISO DIN EN 13432.
CO2 a ryddheir yn ystod compostio
Yn ystod compostio, mae CO2 yn cael ei ryddhau, ond mae rhywfaint yn aros yn y pridd ac yna'n cael ei ddefnyddio gan blanhigion. Mae compostio wedi cael ei astudio ers degawdau, fel proses ddiwydiannol ac fel proses ôl-gompostio sy'n rhyddhau llai o CO2 na dewisiadau eraill ar gyfer gwaredu gwastraff, ac mae compostio yn dal i gael ei ystyried yn broses sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd ac yn lleihau ôl troed carbon.
Mae ecowenwyndra yn cynnwys profi'r biomas a gynhyrchir yn ystod y broses gompostio a'r planhigion a dyfir gyda'r biomas hwn. “Mae hyn er mwyn sicrhau nad yw compostio'r cynhyrchion hyn yn niweidio'r planhigion sy'n tyfu.” meddai Rosling. Yn ogystal, mae ABM Composite wedi dangos bod ei ddeunyddiau'n bodloni'r gofynion bioddiraddio o dan amodau compostio cartref, sydd hefyd yn gofyn am 90% o fioddiraddio, ond dros gyfnod o 12 mis, o'i gymharu â chyfnod byrrach ar gyfer compostio diwydiannol.
Cymwysiadau diwydiannol, cynhyrchu, costau a thwf yn y dyfodol
Defnyddir deunyddiau ABM Composite mewn nifer o gymwysiadau masnachol, ond ni ellir datgelu mwy oherwydd cytundebau cyfrinachedd. “Rydym yn archebu ein deunyddiau i gyd-fynd â chymwysiadau fel cwpanau, soseri, platiau, cyllyll a ffyrc a chynwysyddion storio bwyd,” meddai Rosling, “ond fe’u defnyddir hefyd fel dewis arall yn lle plastigau sy’n seiliedig ar betroliwm mewn cynwysyddion cosmetig ac eitemau cartref mawr. Yn fwy diweddar, mae ein deunyddiau wedi cael eu dewis i’w defnyddio wrth gynhyrchu cydrannau mewn gosodiadau peiriannau diwydiannol mawr y mae angen eu disodli bob 2-12 wythnos. Mae’r cwmnïau hyn wedi cydnabod, trwy ddefnyddio ein hatgyfnerthiad ffibr gwydr X4, y gellir gwneud y rhannau mecanyddol hyn gyda’r ymwrthedd gwisgo gofynnol a’u bod hefyd yn gompostiadwy ar ôl eu defnyddio. Mae hwn yn ateb deniadol ar gyfer y dyfodol agos wrth i’r cwmnïau hyn wynebu’r her o fodloni rheoliadau amgylcheddol ac allyriadau CO2 newydd”.
Ychwanegodd Rosling, “Mae diddordeb cynyddol hefyd mewn defnyddio ein ffibrau parhaus mewn gwahanol fathau o ffabrigau a deunyddiau heb eu gwehyddu i wneud cydrannau strwythurol ar gyfer y diwydiant adeiladu. Rydym hefyd yn gweld diddordeb mewn defnyddio ein ffibrau bioddiraddadwy gyda PA neu PP bio-seiliedig ond nad ydynt yn fioddiraddadwy a deunyddiau thermoset anadweithiol”.
Ar hyn o bryd, mae gwydr ffibr X4/5 yn ddrytach na gwydr-E, ond mae cyfrolau cynhyrchu hefyd yn gymharol fach, ac mae ABM Composite yn mynd ar drywydd nifer o gyfleoedd i ehangu cymwysiadau a hwyluso cynnydd i 20,000 tunnell/blwyddyn wrth i'r galw dyfu, a allai hefyd helpu i leihau costau. Er hynny, dywed Rosling, mewn llawer o achosion, nad yw'r costau sy'n gysylltiedig â bodloni gofynion cynaliadwyedd a gofynion rheoleiddio newydd wedi'u hystyried yn llawn. Yn y cyfamser, mae brys achub y blaned yn tyfu. “Mae cymdeithas eisoes yn gwthio am fwy o gynhyrchion bio-seiliedig.” Mae'n egluro, “Mae yna lawer o gymhellion i wthio technolegau ailgylchu ymlaen, mae angen i'r byd symud yn gyflymach ar hyn ac rwy'n credu mai dim ond cynyddu ei gwthiad am gynhyrchion bio-seiliedig yn y dyfodol y bydd cymdeithas yn ei wneud”.
LCA a Mantais Cynaliadwyedd
Dywed Rosling fod deunyddiau ABM Composite yn lleihau allyriadau nwyon tŷ gwydr a'r defnydd o ynni anadnewyddadwy 50-60 y cant y cilogram. “Rydym yn defnyddio Cronfa Ddata Ôl-troed Amgylcheddol 2.0, y set ddata GaBi achrededig, a chyfrifiadau LCA (Dadansoddi Cylch Bywyd) ar gyfer ein cynnyrch yn seiliedig ar y fethodoleg a amlinellir yn ISO 14040 ac ISO 14044″.
“Ar hyn o bryd, pan fydd cyfansoddion yn cyrraedd diwedd eu cylch oes, mae angen llawer o ynni i losgi neu byrolysu gwastraff cyfansawdd a chynhyrchion EOL, ac mae rhwygo a chompostio yn opsiwn deniadol, ac mae'n bendant yn un o'r cynigion gwerth allweddol rydyn ni'n eu cynnig, ac rydyn ni'n darparu math newydd o ailgylchadwyedd.” Dywed Rosling, “Mae ein gwydr ffibr wedi'i wneud o gydrannau mwynau naturiol sydd eisoes yn bresennol yn y pridd. Felly pam lai compostio cydrannau cyfansawdd EOL, neu doddi ffibrau o gyfansoddion na ellir eu diraddio ar ôl eu llosgi a'u defnyddio fel gwrtaith? Mae hwn yn opsiwn ailgylchu o ddiddordeb byd-eang go iawn”.
Shanghai Orisen Newydd Deunydd Technoleg Co., Cyf.
Ffôn: +86 18683776368 (WhatsApp hefyd)
Ffôn: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Cyfeiriad: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Amser postio: Mai-27-2024