Wat as glêsfezelfersterke polymeer (GFRP) kompositen oan 'e ein fan har brûkbere libben kompostearre wurde koene, neist de tsientallen jierren oan bewiisde foardielen fan gewichtsreduksje, sterkte en stivens, korrosjebestriding en duorsumens? Dat, yn in notedop, is de oantrekkingskrêft fan 'e technology fan ABM Composite.
Bioaktyf glês, hege sterkte fezels
Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finlân), oprjochte yn 2014, hat in biologysk ôfbrekbere glêsfezel ûntwikkele makke fan saneamd bioaktyf glês, dat Ari Rosling, R&D-direkteur by ABM Composite, beskriuwt as "in spesjale formulearring ûntwikkele yn 'e jierren '60 dy't it mooglik makket om glês ûnder fysiologyske omstannichheden ôf te brekken. As it yn it lichem ynbrocht wurdt, brekt it glês ôf yn syn gearstallende minerale sâlt, wêrtroch natrium, magnesium, fosfaten, ensfh. frijkomme, wêrtroch in tastân ûntstiet dy't de groei fan bonken stimulearret."
"It hat ferlykbere eigenskippen asalkali-frije glêstried (E-glês).” sei Rosling: “Mar dit bioaktive glês is lestich te meitsjen en yn fezels te lûken, en oant no ta is it allinich brûkt as poeier of stopverf. Foar safier't wy witte, wie ABM Composite it earste bedriuw dat der op yndustriële skaal heechsterkte glêsfezels fan makke, en wy brûke dizze ArcBiox X4/5 glêsfezels no om ferskate soarten plestik te fersterkjen, ynklusyf biologysk ôfbrekbere polymearen”.
Medyske ymplantaten
De regio Tampere, twa oeren benoarden Helsinki, Finlân, is sûnt de jierren '80 in sintrum foar bio-basearre biologysk ôfbrekbere polymearen foar medyske tapassingen. Rosling beskriuwt: "Ien fan 'e earste kommersjeel beskikbere ymplantaten makke mei dizze materialen waard produsearre yn Tampere, en sa is ABM Composite begûn! dat is no ús medyske bedriuwseenheid".
"Der binne in soad biologysk ôfbrekbere, bioabsorbearbere polymearen foar ymplantaten," giet er fierder, "mar harren meganyske eigenskippen binne fier fan natuerlik bonke. Wy koenen dizze biologysk ôfbrekbere polymearen ferbetterje om it ymplantaat deselde sterkte te jaan as natuerlik bonke." Rosling merkte op dat ArcBiox-glêsvezels fan medyske kwaliteit mei de tafoeging fan ABM de meganyske eigenskippen fan biologysk ôfbrekbere PLLA-polymeren mei 200% oant 500% kinne ferbetterje.
As gefolch biede de ymplantaten fan ABM Composite hegere prestaasjes as ymplantaten makke mei net-fersterke polymearen, wylst se ek bioabsorbeerber binne en bonkefoarming en groei befoarderje. ABM Composite brûkt ek automatisearre fezel-/stringpleatsingstechniken om optimale fezeloriïntaasje te garandearjen, ynklusyf it lizzen fan fezels lâns de hiele lingte fan it ymplantaat, lykas it pleatsen fan ekstra fezels op potinsjeel swakke plakken.
Húshâldlike en technyske tapassingen
Mei syn groeiende medyske bedriuwseenheid erkent ABM Composite dat bio-basearre en biologysk ôfbrekbere polymearen ek brûkt wurde kinne foar keukengerei, bestek en oare húshâldlike artikels. "Dizze biologysk ôfbrekbere polymearen hawwe typysk minne meganyske eigenskippen yn ferliking mei plestik op basis fan petroleum." Rosling sei: "Mar wy kinne dizze materialen fersterkje mei ús biologysk ôfbrekbere glêsfezels, wêrtroch't se praktysk in goed alternatyf binne foar kommersjele plestik op basis fan fossile brânstoffen foar in breed skala oan technyske tapassingen."
As gefolch hat ABM Composite syn technyske bedriuwseenheid útwreide, dy't no 60 minsken yn tsjinst hat. "Wy biede duorsumer oplossingen foar it ein fan 'e libbensdoer (EOL)." Rosling seit: "Us weardeproposysje is om dizze biologysk ôfbrekbere kompositen yn yndustriële kompostearringsoperaasjes te brûken, dêr't se yn boaiem feroarje." Tradisjoneel E-glês is inert en sil net degradearje yn dizze kompostearringsfoarsjennings.
ArcBiox Fiber Composites
ABM Composite hat ferskate foarmen fan ArcBiox X4/5 glêstrieds ûntwikkele foar kompositapplikaasjes, fankoartsniene fezelsen ynjeksjefoarmingsferbiningen oantrochgeande fezelsfoar prosessen lykas tekstyl- en pultrusjefoarmjen. De ArcBiox BSGF-searje kombinearret biologysk ôfbrekbere glêstrieds mei bio-basearre polyesterharsen en is beskikber yn algemiene technologyklassen en ArcBiox 5-klassen dy't goedkard binne foar gebrûk yn kontakt mei iten.
ABM Composite hat ek in ferskaat oan biologysk ôfbrekbere en bio-basearre polymearen ûndersocht, ynklusyf polymelksûr (PLA), PLLA en polybutyleensuccinaat (PBS). It diagram hjirûnder lit sjen hoe't X4/5 glêsfezels de prestaasjes kinne ferbetterje om te konkurrearjen mei standert glêsfezelfersterke polymearen lykas polypropyleen (PP) en sels polyamide 6 (PA6).
ABM Composite hat ek in ferskaat oan biologysk ôfbrekbere en bio-basearre polymearen ûndersocht, ynklusyf polymelksûr (PLA), PLLA en polybutyleensuccinaat (PBS). It diagram hjirûnder lit sjen hoe't X4/5 glêsfezels de prestaasjes kinne ferbetterje om te konkurrearjen mei standert glêsfezelfersterke polymearen lykas polypropyleen (PP) en sels polyamide 6 (PA6).
Duorsumens en kompostearberens
As dizze kompositen biologysk ôfbrekber binne, hoe lang sille se dan duorje? "Us X4/5 glêsfezels lossen net op yn fiif minuten of oernachtich lykas sûker, en hoewol har eigenskippen yn 'e rin fan' e tiid sille ôfnimme, sil it net sa merkber wêze." Rosling seit: "Om effektyf ôf te brekken, hawwe wy ferhege temperatueren en fochtigens nedich oer lange perioaden, lykas fûn yn vivo of yn yndustriële komposthopen. Bygelyks, wy hawwe bekers en kommen test makke fan ús ArcBiox BSGF-materiaal, en se koene oant 200 ôfwasksyklusen ferneare sûnder funksjonaliteit te ferliezen. D'r is wat degradaasje fan 'e meganyske eigenskippen, mar net oant it punt wêr't de bekers net feilich binne om te brûken".
It is lykwols wichtich dat as dizze kompositen oan 'e ein fan har libben ôffierd wurde, se wol foldogge oan 'e standert easken dy't nedich binne foar kompostearjen, en ABM Composite hat in searje testen útfierd om te bewizen dat it oan dizze noarmen foldocht. "Neffens de ISO-noarmen (foar yndustrieel kompostearjen) moat biodegradaasje binnen 6 moannen plakfine en ûntbining binnen 3 moannen/90 dagen". Rosling seit: "Ûntbining betsjut it pleatsen fan it testmonster/produkt yn 'e biomassa of kompost. Nei 90 dagen ûndersiket de technikus de biomassa mei in sieve. Nei 12 wiken moat teminsten 90 prosint fan it produkt troch in sieve fan 2 mm × 2 mm kinne".
Biodegradaasje wurdt bepaald troch it fermalen fan it ûnbekende materiaal ta in poeier en it mjitten fan de totale hoemannichte CO2 dy't nei 90 dagen frijkomt. Dit beoardielet hoefolle fan it koalstofgehalte fan it kompostearproses omset wurdt yn wetter, biomassa en CO2. "Om de yndustriële komposteartest te slagjen, moat 90 prosint fan 'e teoretyske 100 prosint CO2 fan it kompostearproses berikt wurde (basearre op koalstofgehalte)".
Rosling seit dat ABM Composite oan de easken foar ûntbining en biodegradaasje foldocht, en testen hawwe oantoand dat de tafoeging fan syn X4 glêsfezel de biodegradabiliteit eins ferbetteret (sjoch tabel hjirboppe), dy't bygelyks mar 78% is foar in net-fersterke PLA-mingsel. Hy leit út: "Doe't ús 30% biodegradearbere glêsfezels lykwols tafoege waarden, naam de biodegradaasje ta nei 94%, wylst de degradaasjesnelheden goed bleaune".
As gefolch hat ABM Composite oantoand dat har materialen sertifisearre wurde kinne as komposteerber neffens EN 13432. Tests dy't har materialen oant no ta hawwe trochstaan omfetsje ISO 14855-1 foar de definitive aerobe biodegradearberens fan materialen ûnder kontroleare kompostearingsomstannichheden, ISO 16929 foar kontroleare aerobe ûntbining, ISO DIN EN 13432 foar gemyske easken, en OECD 208 foar fytotoksisiteitstesten, ISO DIN EN 13432.
CO2 frijkomt by it kompostearjen
Tidens kompostearjen komt der wol CO2 frij, mar in part bliuwt yn 'e boaiem en wurdt dan troch planten brûkt. Kompostearjen wurdt al tsientallen jierren bestudearre, sawol as in yndustrieel proses as as in postkompostearjend proses dat minder CO2 frijlit as oare alternativen foar ôffalferwurking, en kompostearjen wurdt noch altyd beskôge as in miljeufreonlik en koalstoffoetôfdrukferminderjend proses.
Ekotoksisiteit omfettet it testen fan 'e biomassa dy't produsearre wurdt tidens it kompostearjen en de planten dy't mei dizze biomassa groeid binne. "Dit is om derfoar te soargjen dat it kompostearjen fan dizze produkten de groeiende planten net skea docht," sei Rosling. Derneist hat ABM Composite oantoand dat har materialen foldogge oan 'e easken foar biodegradaasje ûnder thúskompostearjende omstannichheden, dy't ek 90% biodegradaasje fereaskje, mar oer in perioade fan 12 moannen, yn ferliking mei in koartere perioade foar yndustriële kompostearjen.
Yndustriële tapassingen, produksje, kosten en takomstige groei
De materialen fan ABM Composite wurde brûkt yn in oantal kommersjele tapassingen, mar mear kin net iepenbiere wurde fanwegen fertroulikensôfspraken. "Wy bestelle ús materialen om te passen by tapassingen lykas bekers, skûtels, borden, bestek en itenopslachkonteners," seit Rosling, "mar se wurde ek brûkt as alternatyf foar plestik op basis fan petroleum yn kosmetyske konteners en grutte húshâldlike artikels. Mear resint binne ús materialen selektearre foar gebrûk by de fabrikaazje fan komponinten yn grutte yndustriële masine-ynstallaasjes dy't elke 2-12 wiken ferfongen wurde moatte. Dizze bedriuwen hawwe erkend dat troch ús X4 glêstriedfersterking dizze meganyske ûnderdielen makke wurde kinne mei de fereaske slijtvastheid en ek kompostearber binne nei gebrûk. Dit is in oantreklike oplossing foar de neie takomst, om't dizze bedriuwen de útdaging hawwe om te foldwaan oan nije miljeu- en CO2-útstjitregeljouwing".
Rosling foege ta: "Der is ek in groeiende belangstelling foar it brûken fan ús trochgeande fezels yn ferskate soarten stoffen en non-wovens om strukturele komponinten te meitsjen foar de bouyndustry. Wy sjogge ek belangstelling foar it brûken fan ús biologysk ôfbrekbere fezels mei bio-basearre, mar net-biologysk ôfbrekbere PA of PP en ynerte thermosetmaterialen".
Op it stuit is X4/5 glêsfezel djoerder as E-glês, mar de produksjevoluminten binne ek relatyf lyts, en ABM Composite ûndersiket in oantal kânsen om tapassingen út te wreidzjen en in opstiging nei 20.000 ton/jier te fasilitearjen as de fraach groeit, wat ek kin helpe om de kosten te ferminderjen. Dochs seit Rosling dat yn in protte gefallen de kosten dy't ferbûn binne mei it foldwaan oan duorsumens en nije regeljouwingseasken net folslein yn oerweging nommen binne. Underwilens nimt de urginsje fan it rêden fan 'e planeet ta. "De maatskippij dringt al oan op mear biobasearre produkten." Hy leit út: "Der binne in soad stimulâns om recyclingtechnologyen foarút te helpen, de wrâld moat hjir rapper mei omgean en ik tink dat de maatskippij har driuw nei biobasearre produkten yn 'e takomst allinich mar sil fergrutsje".
LCA en Duorsumensfoardiel
Rosling seit dat de materialen fan ABM Composite de útstjit fan broeikasgassen en it gebrûk fan net-duorsume enerzjy mei 50-60 prosint per kilogram ferminderje. "Wy brûke de Environmental Footprint Database 2.0, de akkrediteare GaBi-dataset, en LCA (Life Cycle Analysis) berekkeningen foar ús produkten basearre op 'e metodyk beskreaun yn ISO 14040 en ISO 14044".
"Op it stuit, as kompositen it ein fan har libbensyklus berikke, is in soad enerzjy nedich om kompositôffal en EOL-produkten te ferbaarnen of te pyrolysearjen, en fersnipperjen en kompostearjen is in oantreklike opsje, en it is perfoarst ien fan 'e wichtichste weardeproposysjes dy't wy oanbiede, en wy leverje in nij type recycleberens." Rosling seit: "Us glêstried is makke fan natuerlike minerale komponinten dy't al yn 'e boaiem oanwêzich binne. Dus wêrom net EOL-kompositkomponinten kompostearje, of fezels oplosse fan net-ôfbrekbere kompositen nei ferbaarning en se brûke as dongstof? Dit is in recyclingopsje fan echt wrâldwiid belang".
Shanghai Orisen Nije Materiaaltechnology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (ek WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 Nije Griene Dyk Xinbang Town Songjiang Distrikt, Shanghai
Pleatsingstiid: 27 maaie 2024