Kio se vitrofibro-plifortigitaj polimeraj kompozitoj (GFRP) povus esti kompostitaj ĉe la fino de sia utila vivo, aldone al la jardekoj da pruvitaj avantaĝoj de pezredukto, forto kaj rigideco, korodrezisto kaj daŭreco? Tio, mallonge, estas la allogo de la teknologio de ABM Composite.
Bioaktiva vitro, altfortaj fibroj
Fondita en 2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finnlando) disvolvis biodegradeblan vitrofibron faritan el tiel nomata bioaktiva vitro, kiun Ari Rosling, direktoro pri esplorado kaj disvolviĝo ĉe ABM Composite, priskribas kiel "specialan formulon disvolvitan en la 1960-aj jaroj, kiu permesas al vitro degradiĝi sub fiziologiaj kondiĉoj. Kiam enkondukita en la korpon, la vitro malkomponiĝas en siajn konsistigajn mineralajn salojn, liberigante natrion, magnezion, fosfatojn, ktp., tiel kreante kondiĉon, kiu stimulas ostokreskon."
"Ĝi havas similajn ecojn alvitrofibro sen alkalo (E-vitro)Rosling diris, “Sed ĉi tiun bioaktivan vitron malfacilas fabriki kaj treni en fibrojn, kaj ĝis nun ĝi estis uzata nur kiel pulvoro aŭ mastiko. Laŭ nia scio, ABM Composite estis la unua kompanio, kiu fabrikis alt-fortajn vitrofibrojn el ĝi je industria skalo, kaj ni nun uzas ĉi tiujn vitrofibrojn ArcBiox X4/5 por plifortigi diversajn specojn de plastoj, inkluzive de biodiserigeblaj polimeroj”.
Medicinaj enplantaĵoj
La regiono de Tampere, du horojn norde de Helsinko, Finnlando, estis centro por biobazitaj biodiserigeblaj polimeroj por medicinaj aplikoj ekde la 1980-aj jaroj. Rosling priskribas: "Unu el la unuaj komerce haveblaj enplantaĵoj faritaj per ĉi tiuj materialoj estis produktita en Tampere, kaj tiel ABM Composite komenciĝis! kiu nun estas nia medicina komerca unuo".
“Ekzistas multaj biodiserigeblaj, bioresorbeblaj polimeroj por enplantaĵoj.” Li daŭrigas, “sed iliaj mekanikaj ecoj estas malproksimaj de natura osto. Ni sukcesis plibonigi ĉi tiujn biodiserigeblajn polimerojn por doni al la enplantaĵo la saman forton kiel natura osto.” Rosling rimarkigis, ke medicinaj gradaj ArcBiox-vitrofibroj kun aldono de ABM povas plibonigi la mekanikajn ecojn de biodiserigeblaj PLLA-polimeroj je 200% ĝis 500%.
Rezulte, la implantaĵoj de ABM Composite ofertas pli altan rendimenton ol implantaĵoj faritaj el neplifortigitaj polimeroj, samtempe estante biosorbeblaj kaj antaŭenigante ostformadon kaj kreskon. ABM Composite ankaŭ uzas aŭtomatajn fibro-/fadenlokigajn teknikojn por certigi optimuman fibro-orientiĝon, inkluzive de metado de fibroj laŭ la tuta longo de la implantaĵo, kaj ankaŭ metante pliajn fibrojn ĉe eble malfortaj punktoj.
Domanaraj kaj teknikaj aplikoj
Kun sia kreskanta medicina komerca unuo, ABM Composite agnoskas, ke biobazitaj kaj biodiserigeblaj polimeroj ankaŭ povas esti uzataj por kuirejaj iloj, manĝilaro kaj aliaj mastrumaj aĵoj. "Ĉi tiuj biodiserigeblaj polimeroj tipe havas malbonajn mekanikajn ecojn kompare kun naftobazitaj plastoj." Rosling diris, "Sed ni povas plifortigi ĉi tiujn materialojn per niaj biodiserigeblaj vitrofibroj, igante ilin preskaŭ bona alternativo al fosiliaj komercaj plastoj por vasta gamo da teknikaj aplikoj."
Rezulte, ABM Composite pligrandigis sian teknikan komercsekcion, kiu nun laborigas 60 homojn. “Ni ofertas pli daŭrigeblajn solvojn por fino de vivo (EOL).” Rosling diras, “Nia valorpropono estas meti ĉi tiujn biodiserigeblajn kompozitojn en industriajn kompostajn operaciojn, kie ili transformiĝas en grundon.” Tradicia E-vitro estas inerta kaj ne degradiĝos en ĉi tiuj kompostaj instalaĵoj.
ArcBiox Fibraj Komponaĵoj
ABM Composite evoluigis diversajn formojn de vitrofibroj ArcBiox X4/5 por kompozitaj aplikoj, demallongtranĉitaj fibrojkaj injektaj muldaj kombinaĵoj porkontinuaj fibrojpor procezoj kiel tekstila kaj pultruda fandado. La ArcBiox BSGF-serio kombinas biodiserigeblajn vitrofibrojn kun biobazitaj poliesteraj rezinoj kaj estas havebla en ĝeneralaj teknologiaj gradoj kaj ArcBiox 5-gradoj aprobitaj por uzo en aplikoj de manĝaĵkontakto.
ABM Composite ankaŭ esploris diversajn biodiserigeblajn kaj biologiajn polimerojn, inkluzive de Polilakta Acido (PLA), PLLA kaj Polibutilena Sukcinato (PBS). La suba diagramo montras kiel vitrofibroj X4/5 povas plibonigi sian rendimenton por konkuri kun normaj vitrofibro-plifortigitaj polimeroj kiel polipropileno (PP) kaj eĉ poliamido 6 (PA6).
ABM Composite ankaŭ esploris diversajn biodiserigeblajn kaj biologiajn polimerojn, inkluzive de Polilakta Acido (PLA), PLLA kaj Polibutilena Sukcinato (PBS). La suba diagramo montras kiel vitrofibroj X4/5 povas plibonigi sian rendimenton por konkuri kun normaj vitrofibro-plifortigitaj polimeroj kiel polipropileno (PP) kaj eĉ poliamido 6 (PA6).
Daŭreco kaj Kompostebleco
Se ĉi tiuj kompozitoj estas biodiserigeblaj, kiom longe ili daŭros? “Niaj vitrofibroj X4/5 ne dissolviĝas en kvin minutoj aŭ dumnokte kiel sukero, kaj kvankam iliaj ecoj degradiĝos laŭlonge de la tempo, tio ne estos tiel rimarkebla.” Rosling diras, “Por efike degradiĝi, ni bezonas altajn temperaturojn kaj humidecon dum longaj periodoj, kiel oni trovas en vivo aŭ en industriaj kompoststakoj. Ekzemple, ni testis tasojn kaj bovlojn faritajn el nia ArcBiox BSGF-materialo, kaj ili povis elteni ĝis 200 lavciklojn sen perdi funkciecon. Ekzistas ia degradiĝo de la mekanikaj ecoj, sed ne ĝis la punkto, kie la tasoj estas nesekuraj por uzi.”
Tamen, gravas, ke kiam ĉi tiuj kompozitoj estas forigitaj ĉe la fino de sia utila vivo, ili plenumu la normajn postulojn necesajn por kompostado, kaj ABM Composite efektivigis serion da testoj por pruvi, ke ĝi plenumas ĉi tiujn normojn. "Laŭ la ISO-normoj (por industria kompostado), biodegradado devus okazi ene de 6 monatoj kaj putriĝo ene de 3 monatoj/90 tagoj". Rosling diras, "Putriĝo signifas meti la testan specimenon/produkton en la biomason aŭ komposton. Post 90 tagoj, la teknikisto ekzamenas la biomason per kribrilo. Post 12 semajnoj, almenaŭ 90 procentoj de la produkto devus povi trapasi kribrilon de 2 mm × 2 mm".
Biodegradado estas determinita per muelado de la virga materialo en pulvoron kaj mezurado de la tuta kvanto de CO2 liberigita post 90 tagoj. Ĉi tio taksas kiom da karbona enhavo de la kompostprocezo estas konvertita en akvon, biomason kaj CO2. "Por sukcesi la industrian kompostteston, 90 procentoj de la teoriaj 100 procentoj de CO2 el la kompostprocezo devas esti atingitaj (bazite sur la karbona enhavo)".
Rosling diras, ke ABM Composite plenumis la postulojn pri putriĝo kaj biodegradiĝo, kaj testoj montris, ke la aldono de ĝia X4 vitrofibro fakte plibonigas biodegradeblecon (vidu tabelon supre), kiu estas nur 78% por neplifortigita PLA-miksaĵo, ekzemple. Li klarigas: "Tamen, kiam niaj 30%-biodegradeblaj vitrofibroj estis aldonitaj, biodegradiĝo pliiĝis al 94%, dum la putriĝrapidecoj restis bonaj".
Rezulte, ABM Composite pruvis, ke ĝiaj materialoj povas esti atestitaj kiel komposteblaj laŭ EN 13432. Testoj, kiujn ĝiaj materialoj ĝis nun pasis, inkluzivas ISO 14855-1 por la fina aeroba biodegradebleco de materialoj sub kontrolitaj kompostkondiĉoj, ISO 16929 por aeroba kontrolita putriĝo, ISO DIN EN 13432 por kemiaj postuloj, kaj OECD 208 por fitotoksecaj testoj, ISO DIN EN 13432.
CO2 liberigita dum kompostado
Dum kompostado, CO2 efektive liberiĝas, sed iom restas en la grundo kaj poste estas uzata de plantoj. Kompostado estas studata dum jardekoj, kaj kiel industria procezo kaj kiel post-komposta procezo kiu liberigas malpli da CO2 ol aliaj rubforigaj alternativoj, kaj kompostado ankoraŭ estas konsiderata ekologie amika kaj karbona spuro reduktanta procezo.
Ekotokseco implikas testi la biomason produktitan dum la kompostprocezo kaj la plantojn kultivitajn per ĉi tiu biomaso. “Ĉi tio estas por certigi, ke kompostado de ĉi tiuj produktoj ne damaĝas la kreskantajn plantojn,” diris Rosling. Krome, ABM Composite montris, ke ĝiaj materialoj plenumas la biodegradajn postulojn sub hejmaj kompostkondiĉoj, kiuj ankaŭ postulas 90% biodegradadon, sed dum 12-monata periodo, kompare kun pli mallonga periodo por industria kompostado.
Industriaj aplikoj, produktado, kostoj kaj estonta kresko
La materialoj de ABM Composite estas uzataj en pluraj komercaj aplikoj, sed pli ne povas esti malkaŝitaj pro konfidencaj interkonsentoj. "Ni mendas niajn materialojn por taŭgaj aplikoj kiel tasoj, subtasoj, teleroj, manĝilaro kaj manĝaĵujoj," diras Rosling, "sed ili ankaŭ estas uzataj kiel alternativo al naftobazitaj plastoj en kosmetikaj ujoj kaj grandaj mastrumaĵoj. Pli lastatempe, niaj materialoj estis elektitaj por uzo en la fabrikado de komponantoj en grandaj industriaj maŝinejoj, kiujn oni devas anstataŭigi ĉiujn 2-12 semajnojn. Ĉi tiuj kompanioj rekonis, ke uzante nian vitrofibran plifortigon X4, ĉi tiuj mekanikaj partoj povas esti faritaj kun la bezonata eluziĝrezisto kaj ankaŭ estas komposteblaj post uzo. Ĉi tio estas alloga solvo por la proksima estonteco, ĉar ĉi tiuj kompanioj alfrontas la defion plenumi novajn mediajn kaj CO2-emisiajn regularojn".
Rosling aldonis, “Ankaŭ kreskas intereso pri uzado de niaj kontinuaj fibroj en diversaj specoj de ŝtofoj kaj neteksitaj materialoj por fari strukturajn komponantojn por la konstruindustrio. Ni ankaŭ vidas intereson pri uzado de niaj biodiserigeblaj fibroj kun biobazitaj sed ne-biodiserigeblaj PA aŭ PP kaj inertaj termohardantaj materialoj.”
Nuntempe, vitrofibro X4/5 estas pli multekosta ol E-vitro, sed la produktadvolumoj ankaŭ estas relative malgrandaj, kaj ABM Composite serĉas kelkajn ŝancojn por vastigi aplikojn kaj faciligi plialtiĝon ĝis 20 000 tunoj/jaro dum la kreskas la postulo, kio ankaŭ povus helpi redukti kostojn. Tamen, Rosling diras, ke en multaj kazoj la kostoj asociitaj kun plenumo de daŭripovo kaj novaj reguligaj postuloj ne estis plene konsiderataj. Dume, la urĝeco savi la planedon kreskas. "La socio jam premas por pli da biobazitaj produktoj." Li klarigas: "Ekzistas multaj instigoj por antaŭenpuŝi reciklajn teknologiojn, la mondo devas moviĝi pli rapide pri tio kaj mi pensas, ke la socio nur pliigos sian premon por biobazitaj produktoj en la estonteco".
LCA kaj Daŭripova Avantaĝo
Rosling diras, ke la materialoj de ABM Composite reduktas forcejgasajn emisiojn kaj uzon de ne-renovigebla energio je 50-60 procentoj po kilogramo. “Ni uzas la Environmental Footprint Database 2.0, la akredititan GaBi-datumbazon, kaj LCA (Vivcikla Analizo) kalkulojn por niaj produktoj bazitajn sur la metodaro skizita en ISO 14040 kaj ISO 14044”.
“Nuntempe, kiam kompozitaĵoj atingas la finon de sia vivciklo, multe da energio estas bezonata por forbruligi aŭ pirolizi kompozitajn rubaĵojn kaj fin-de-la-vivo-produktojn, kaj pecetado kaj kompostado estas alloga eblo, kaj ĝi estas sendube unu el la ŝlosilaj valorproponoj, kiujn ni ofertas, kaj ni provizas novan tipon de recikleblo.” Rosling diras: “Nia vitrofibro estas farita el naturaj mineralaj komponantoj, kiuj jam ĉeestas en la grundo. Do kial ne komposti fin-de-la-vivo-kompozitajn komponantojn, aŭ dissolvi fibrojn el ne-degradeblaj kompozitaĵoj post forbruligo kaj uzi ilin kiel sterkaĵon? Ĉi tio estas recikla eblo de vere tutmonda intereso.”
Ŝanhaja Orisen Nova Materiala Teknologio Co., Ltd
Telefono: +86 18683776368 (ankaŭ WhatsApp)
Telefono: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adreso: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Ŝanhajo
Afiŝtempo: 27-a de majo 2024