Эгерде айнек буласы менен бекемделген полимер (GFRP) композиттери, салмагын азайтуу, бекемдик жана катуулук, коррозияга туруктуулук жана бышыктык сыяктуу ондогон жылдар бою далилденген артыкчылыктарынан тышкары, пайдалуу мөөнөтү аяктагандан кийин компосттолсо эмне болот? Кыскасы, ABM Composite технологиясынын жагымдуулугу ушунда.
Биоактивдүү айнек, жогорку бекемдиктеги булалар
2014-жылы негизделген Arctic Biomaterials Oy (Тампере, Финляндия) компаниясы биоактивдүү айнектен жасалган биологиялык жактан ажыроочу айнек буласын иштеп чыкты, аны ABM Composite компаниясынын изилдөө жана иштеп чыгуу боюнча директору Ари Рослинг "1960-жылдары иштелип чыккан, айнектин физиологиялык шарттарда ажыроосуна мүмкүндүк берген атайын формула. Организмге киргизилгенде, айнек курамындагы минералдык туздарга ажырап, натрий, магний, фосфаттар ж.б. бөлүп чыгарат, ошентип сөөктүн өсүшүн стимулдаштыруучу шартты түзөт" деп мүнөздөйт.
"Анын окшош касиеттери барщелочсуз айнек буласы (электрондук айнек)." Рослинг мындай деди: "Бирок бул биоактивдүү айнекти өндүрүү жана булага айландыруу кыйын, жана ушул убакка чейин ал порошок же шпатлевка катары гана колдонулуп келген. Биз билгенден, ABM Composite андан өнөр жайлык масштабда жогорку бекемдиктеги айнек булаларын жасаган биринчи компания болгон жана биз азыр бул ArcBiox X4/5 айнек булаларын биологиялык жактан ажыроочу полимерлерди кошо алганда, ар кандай типтеги пластмассаларды бекемдөө үчүн колдонуп жатабыз".
Медициналык имплантаттар
Финляндиянын Хельсинки шаарынан эки сааттык түндүктө жайгашкан Тампере аймагы 1980-жылдардан бери медициналык колдонмолор үчүн бионегизделген биологиялык жактан ажыроочу полимерлердин борбору болуп келген. Рослинг мындай деп сүрөттөйт: "Бул материалдардан жасалган алгачкы коммерциялык имплантаттардын бири Тампереде чыгарылган жана ABM Composite компаниясы дал ушундай жол менен башталган! Ал азыр биздин медициналык бизнес бөлүмүбүз".
«Имплантаттар үчүн көптөгөн биологиялык жактан ажыроочу, биологиялык жактан сиңүүчү полимерлер бар», - деп улантат ал, «бирок алардын механикалык касиеттери табигый сөөктөн алыс. Биз имплантатты табигый сөөк сыяктуу эле бекемдикке ээ кылуу үчүн бул биологиялык жактан ажыроочу полимерлерди жакшырта алдык». Рослинг медициналык класстагы ArcBiox айнек булалары ABM кошулганда биологиялык жактан ажыроочу PLLA полимерлеринин механикалык касиеттерин 200% дан 500% га чейин жакшырта аларын белгиледи.
Натыйжада, ABM Composite имплантаттары бекемделбеген полимерлер менен жасалган имплантаттарга караганда жогорку көрсөткүчтөрдү сунуштайт, ошол эле учурда биоабсорбциялануучу жана сөөктөрдүн пайда болушуна жана өсүшүнө өбөлгө түзөт. ABM Composite ошондой эле буланын оптималдуу багытын камсыз кылуу үчүн була/жипти жайгаштыруунун автоматташтырылган ыкмаларын колдонот, анын ичинде булаларды имплантаттын бүт узундугу боюнча жайгаштыруу, ошондой эле кошумча булаларды потенциалдуу алсыз жерлерге жайгаштыруу.
Үй тиричилиги жана техникалык колдонмолор
ABM Composite компаниясынын медициналык бизнес бөлүмү өсүп жаткандыктан, ал бионегизделген жана биологиялык жактан ажыроочу полимерлерди ашкана идиштери, бычак-чар жана башка тиричилик буюмдары үчүн да колдонсо болорун түшүнөт. "Бул биологиялык жактан ажыроочу полимерлер, адатта, мунай негизиндеги пластмассаларга салыштырмалуу начар механикалык касиеттерге ээ." Рослинг: "Бирок биз бул материалдарды биологиялык жактан ажыроочу айнек булалары менен бекемдей алабыз, бул аларды кеңири техникалык колдонмолор үчүн казылып алынган коммерциялык пластмассаларга дээрлик жакшы альтернатива кылат", - деди.
Натыйжада, ABM Composite компаниясы өзүнүн техникалык бизнес бөлүмүн көбөйттү, анда азыр 60 адам иштейт. "Биз туруктуураак иштөө мөөнөтү аяктагандан кийинки (EOL) чечимдерди сунуштайбыз", - дейт Рослинг. "Биздин баалуу сунушубуз - бул биологиялык жактан ажыроочу композиттерди өнөр жайлык компосттоо операцияларына киргизүү, ал жерде алар топуракка айланат". Салттуу электрондук айнек инерттүү жана бул компосттоо жайларында бузулбайт.
ArcBiox була композиттери
ABM Composite компаниясы композиттик колдонмолор үчүн ArcBiox X4/5 айнек булаларынын ар кандай түрлөрүн иштеп чыккан,кыска кесилген булаларжана куюучу калыпка куюучу кошулмаларүзгүлтүксүз булалартекстиль жана пультрузия формасында калыптоо сыяктуу процесстер үчүн. ArcBiox BSGF сериясы биологиялык жактан ажыроочу айнек булаларын бионегизделген полиэстер чайырлары менен айкалыштырат жана жалпы технологиялык класстарда жана тамак-аш менен байланышта колдонуу үчүн бекитилген ArcBiox 5 класстарында бар.
ABM Composite ошондой эле полилактик кислота (PLA), PLLA жана полибутилен сукцинаты (PBS) сыяктуу ар кандай биологиялык жактан ажыроочу жана биологиялык негиздеги полимерлерди изилдеген. Төмөндөгү диаграммада X4/5 айнек булалары полипропилен (PP) жана ал тургай полиамид 6 (PA6) сыяктуу стандарттуу айнек буласы менен бекемделген полимерлер менен атаандашуу үчүн кантип өндүрүмдүүлүктү жакшырта алары көрсөтүлгөн.
ABM Composite ошондой эле полилактик кислота (PLA), PLLA жана полибутилен сукцинаты (PBS) сыяктуу ар кандай биологиялык жактан ажыроочу жана биологиялык негиздеги полимерлерди изилдеген. Төмөндөгү диаграммада X4/5 айнек булалары полипропилен (PP) жана ал тургай полиамид 6 (PA6) сыяктуу стандарттуу айнек буласы менен күчөтүлгөн полимерлер менен атаандашуу үчүн кантип өндүрүмдүүлүктү жакшырта алары көрсөтүлгөн.
Бышыктыгы жана компостко жарамдуулугу
Эгерде бул композиттер биологиялык жактан ажыроочу болсо, алар канча убакытка чейин сакталат? «Биздин X4/5 айнек булаларыбыз кант сыяктуу беш мүнөттө же бир түндүн ичинде эрибейт жана алардын касиеттери убакыттын өтүшү менен начарласа да, анчалык байкалбайт». Рослинг мындай дейт: «Натыйжалуу бузулуу үчүн бизге in vivo же өнөр жайлык компост үймөктөрүндө кездешкендей, узак убакыт бою жогорку температура жана нымдуулук керек. Мисалы, биз ArcBiox BSGF материалынан жасалган чөйчөктөрдү жана идиштерди сынап көрдүк жана алар функционалдуулугун жоготпостон 200гө чейин идиш жуу циклине туруштук бере алат. Механикалык касиеттеринин бир аз начарлашы бар, бирок чөйчөктөрдү колдонуу кооптуу болгонго чейин эмес».
Бирок, бул композиттер колдонуу мөөнөтү аяктагандан кийин жок кылынганда, алар компосттоо үчүн талап кылынган стандарттык талаптарга жооп бериши маанилүү жана ABM Composite бул стандарттарга жооп берерин далилдөө үчүн бир катар сыноолорду жүргүздү. "ИСО стандарттарына ылайык (өнөр жайлык компосттоо үчүн), биодеградация 6 айдын ичинде, ал эми ажыроо 3 ай/90 күндүн ичинде жүрүшү керек". Рослинг мындай дейт: "Ажыроо деген сыноо үлгүсүн/продукциясын биомассага же компостко салуу дегенди билдирет. 90 күндөн кийин техник биомассаны элек менен текшерет. 12 жумадан кийин продуктунун кеминде 90 пайызы 2 мм × 2 мм электен өтө алышы керек".
Биоажыроо таза материалды майдалап, 90 күндөн кийин бөлүнүп чыккан CO2нин жалпы көлөмүн өлчөө менен аныкталат. Бул компосттоо процессиндеги көмүртектин курамынын канча бөлүгү сууга, биомассага жана CO2ге айландырылаарын баалайт. "Өнөр жайлык компосттоо сыноосунан өтүү үчүн, компосттоо процессинен алынган теориялык 100 пайыздык CO2нин 90 пайызына жетишүү керек (көмүртектин курамына жараша)".
Рослингдин айтымында, ABM Composite чиритүү жана биологиялык жактан ажыроо талаптарына жооп берген жана сыноолор көрсөткөндөй, ага X4 айнек буласын кошуу чындыгында биологиялык жактан ажыроону жакшыртат (жогорку таблицаны караңыз), мисалы, күчөтүлбөгөн PLA аралашмасы үчүн бул 78% гана түзөт. Ал мындай деп түшүндүрөт: "Бирок, биздин 30% биологиялык жактан ажыроочу айнек булалары кошулганда, биологиялык жактан ажыроо 94% га чейин жогорулаган, ал эми ажыроо ылдамдыгы жакшы бойдон калган".
Натыйжада, ABM Composite өзүнүн материалдары EN 13432 стандартына ылайык компосттоого жарамдуу деп сертификацияланышы мүмкүн экенин көрсөттү. Бүгүнкү күнгө чейин анын материалдары тарабынан өткөрүлгөн сыноолорго көзөмөлдөнгөн компост шарттарында материалдардын акыркы аэробдук биологиялык ажыроочулугу үчүн ISO 14855-1, аэробдук көзөмөлдөнгөн ажыроо үчүн ISO 16929, химиялык талаптар үчүн ISO DIN EN 13432 жана фитотоксикалык сыноо үчүн OECD 208, ISO DIN EN 13432 кирет.
Компосттоо учурунда бөлүнүп чыккан CO2
Компосттоо учурунда CO2 бөлүнүп чыгат, бирок бир бөлүгү топуракта калат жана андан кийин өсүмдүктөр тарабынан колдонулат. Компосттоо ондогон жылдар бою өнөр жайлык процесс катары да, башка калдыктарды жок кылуунун альтернативаларына караганда азыраак CO2 бөлүп чыгарган компосттоодон кийинки процесс катары да изилденип келет жана компосттоо дагы эле экологиялык жактан таза жана көмүртек изин азайтуучу процесс деп эсептелет.
Экоуулуулук компосттоо процессинде пайда болгон биомассаны жана бул биомасса менен өстүрүлгөн өсүмдүктөрдү текшерүүнү камтыйт. "Бул продуктыларды компосттоо өсүп жаткан өсүмдүктөргө зыян келтирбестигин камсыз кылуу үчүн жасалат", - деди Рослинг. Мындан тышкары, ABM Composite компаниясы өзүнүн материалдары үй шартында компосттоо шарттарында биоажыралуу талаптарына жооп берерин көрсөттү, ал дагы 90% биоажыралуу талап кылат, бирок өнөр жайлык компосттоо үчүн кыска мөөнөткө салыштырмалуу 12 айлык мезгил ичинде.
Өнөр жайлык колдонмолор, өндүрүш, чыгымдар жана келечектеги өсүш
ABM Composite компаниясынын материалдары бир катар коммерциялык максаттарда колдонулат, бирок купуялуулук келишимдеринен улам көбүрөөк маалымат ачыкка чыгарыла албайт. «Биз материалдарды чөйчөктөр, тарелкалар, тарелкалар, бычак-бычактар жана азык-түлүк сактоочу идиштер сыяктуу колдонмолорго ылайыктуу кылып заказ кылабыз», - дейт Рослинг, «бирок алар косметикалык идиштерде жана чоң тиричилик буюмдарында мунай негизиндеги пластмассаларга альтернатива катары да колдонулат. Жакында эле биздин материалдар ири өнөр жай машиналарын орнотууда ар бир 2-12 жумада алмаштырылып турушу керек болгон компоненттерди өндүрүүдө колдонуу үчүн тандалып алынды. Бул компаниялар биздин X4 айнек була арматурасын колдонуу менен бул механикалык тетиктерди керектүү эскирүүгө туруктуулук менен жасоого болорун жана колдонулгандан кийин компосттоого болорун түшүнүштү. Бул компаниялар жаңы экологиялык жана CO2 эмиссиясынын эрежелерин аткаруу кыйынчылыгына туш болгондуктан, жакынкы келечек үчүн жагымдуу чечим».
Рослинг кошумчалады: "Ошондой эле, курулуш тармагы үчүн структуралык компоненттерди жасоо үчүн ар кандай кездемелерде жана токулбаган материалдарда биздин үзгүлтүксүз булаларды колдонууга кызыгуу өсүп жатат. Ошондой эле, биз биологиялык жактан ажыроочу булаларыбызды биологиялык негиздеги, бирок биологиялык жактан ажыроочу эмес PA же PP жана инерттүү термосет материалдары менен колдонууга кызыгууну көрүп жатабыз".
Учурда X4/5 айнек буласы электрондук айнекке караганда кымбатыраак, бирок өндүрүш көлөмү да салыштырмалуу аз жана ABM Composite колдонууну кеңейтүү жана суроо-талаптын өсүшү менен жылына 20 000 тоннага чейин көбөйтүү үчүн бир катар мүмкүнчүлүктөрдү издеп жатат, бул да чыгымдарды азайтууга жардам берет. Ошого карабастан, Рослингдин айтымында, көп учурларда туруктуулукту жана жаңы жөнгө салуучу талаптарды аткарууга байланыштуу чыгымдар толук эске алынган эмес. Ошол эле учурда, планетаны сактап калуунун актуалдуулугу өсүп жатат. "Коом буга чейин эле көбүрөөк бионегизделген продукцияларды чыгарууну талап кылып жатат". Ал мындай деп түшүндүрөт: "Кайра иштетүү технологияларын алдыга жылдыруу үчүн көптөгөн стимулдар бар, дүйнө бул багытта тезирээк жылышы керек жана менимче, коом келечекте бионегизделген продукцияларга болгон умтулуусун күчөтөт".
LCA жана туруктуулуктун артыкчылыгы
Рослингдин айтымында, ABM Composite материалдары парник газдарынын бөлүнүп чыгышын жана кайра жаралбай турган энергияны колдонууну килограммына 50-60 пайызга азайтат. "Биз ISO 14040 жана ISO 14044" стандарттарында баяндалган методологияга негизделген продукцияларыбыз үчүн Environmental Footprint Database 2.0 жана LCA (Жашоо циклинин анализи) эсептөөлөрүн колдонобуз.
«Учурда, композиттик материалдар жашоо циклинин аягына жеткенде, композиттик калдыктарды жана EOL продуктуларын өрттөө же пиролиздөө үчүн көп энергия талап кылынат, ал эми майдалоо жана компосттоо жагымдуу вариант болуп саналат жана бул биз сунуштаган негизги баалуулуктардын бири жана биз кайра иштетүүнүн жаңы түрүн сунуштайбыз». Рослинг мындай дейт: «Биздин айнек булабыз топуракта мурунтан эле бар болгон табигый минералдык компоненттерден жасалган. Анда эмне үчүн EOL компосттук компоненттерин компосттобойбуз же өрттөнгөндөн кийин чирибеген композиттерден булаларды эритип, аларды жер семирткич катары колдонбойбуз? Бул чыныгы глобалдык кызыгууну жараткан кайра иштетүү варианты».
Шанхай Орисен Жаңы Материалдык Технологиялар Ко., ЖЧКсы
M: +86 18683776368 (ошондой эле WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Дареги: NO.398 Жаңы Жашыл Жол Синбанг Таун Сунцзян району, Шанхай
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 27-майы