Wat wier, wann Glasfaserverstäerkt Polymer-Kompositmaterialien (GFRP) um Enn vun hirer Liewensdauer kompostéiert kéinte ginn, zousätzlech zu den zéhnte Joerzéngte laang bewisenen Virdeeler vun Gewiichtsreduktioun, Stäerkt a Steifheet, Korrosiounsbeständegkeet an Haltbarkeet? Dat ass, kuerz gesot, den Appel vun der Technologie vun ABM Composite.
Bioaktivt Glas, héichfest Faseren
Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finnland), gegrënnt am Joer 2014, huet eng biologesch ofbaubar Glasfaser aus sougenanntem bioaktivem Glas entwéckelt, déi den Ari Rosling, Fuerschungs- an Entwécklungsdirekter bei ABM Composite, als "eng speziell Formuléierung, déi an den 1960er Joren entwéckelt gouf an déi et erlaabt, Glas ënner physiologesche Konditiounen ofzebauen. Wann et an de Kierper agefouert gëtt, brécht d'Glas a seng Bestanddeeler Mineralsalzer of, wouduerch Natrium, Magnesium, Phosphate usw. fräigesat ginn, wouduerch eng Konditioun entsteet, déi de Knochenwuesstum stimuléiert."
„Et huet ähnlech Eegeschafte wéialkalifräi Glasfaser (E-Glas)„…“, sot de Rosling: „Awer dëst bioaktivt Glas ass schwéier ze produzéieren an a Faseren ze zéien, a bis elo gouf et nëmmen als Pulver oder Kitt benotzt. Souwäit mir wëssen, war ABM Composite déi éischt Firma, déi héichfest Glasfaseren doraus an industrieller Skala hiergestallt huet, an elo benotze mir dës ArcBiox X4/5 Glasfaseren, fir verschidden Zorte vu Plastik ze verstäerken, dorënner biologesch ofbaubar Polymeren.“
Medizinesch Implantater
D'Regioun Tampere, zwou Stonne nërdlech vun Helsinki a Finnland, ass zënter den 1980er Joren en Zentrum fir biobaséiert biologesch ofbaubar Polymeren fir medizinesch Uwendungen. De Rosling beschreift: "Ee vun den éischte kommerziell verfügbaren Implantater, déi mat dëse Materialien hiergestallt goufen, gouf zu Tampere produzéiert, an esou huet ABM Composite ugefaangen! Dat ass elo eis Geschäftsunitéit fir d'Medizin."
„Et gëtt vill biologesch ofbaubar, bioabsorbéierbar Polymeren fir Implantater“, geet hien weider, „awer hir mechanesch Eegeschafte si wäit ewech vun natierleche Knach. Mir konnten dës biologesch ofbaubar Polymeren verbesseren, fir dem Implant déiselwecht Stäerkt wéi natierleche Knach ze ginn.“ De Rosling huet bemierkt, datt medizinesch ArcBiox-Glasfasere mat der Zousaz vun ABM d'mechanesch Eegeschafte vu biologesch ofbaubare PLLA-Polymeren ëm 200% bis 500% verbesseren kënnen.
Dofir bidden d'Implantater vun ABM Composite eng méi héich Leeschtung wéi Implantater aus onverstäerkte Polymeren, si sinn gläichzäiteg bioabsorbéierbar a förderen d'Knachbildung an de Wuesstum. ABM Composite benotzt och automatiséiert Faser-/Strangplacementtechniken fir eng optimal Faserorientéierung ze garantéieren, dorënner d'Verleeë vu Faseren iwwer déi ganz Längt vum Implantat, souwéi d'Placement vun zousätzleche Faseren op potenziell schwaache Plazen.
Haushalts- an technesch Uwendungen
Mat senger wuessender Geschäftsunitéit fir medizinesch Zwecker erkennt ABM Composite, datt biobaséiert a biologesch ofbaubar Polymeren och fir Kichengeschir, Besteck an aner Haushaltsartikelen kënne benotzt ginn. „Dës biologesch ofbaubar Polymeren hunn typescherweis schlecht mechanesch Eegeschaften am Verglach mat Plastik op Pëtrolsbasis“, sot de Rosling: „Awer mir kënnen dës Materialien mat eise biologesch ofbaubare Glasfaseren verstäerken, wouduerch se praktesch eng gutt Alternativ zu kommerzielle Plastik op fossiler Basis fir eng breet Palette vun techneschen Uwendungen sinn.“
Dofir huet ABM Composite seng technesch Geschäftsunitéit vergréissert, déi elo 60 Leit beschäftegt. „Mir bidden méi nohalteg Léisunge fir d'End-of-Life (EOL).“, seet de Rosling: „Eis Wäertpropositioun ass et, dës biologesch ofbaubar Kompositmaterialien an industriell Kompostéierungsprozesser anzesetzen, wou se zu Buedem ginn.“ Traditionellt E-Glas ass inert a wäert an dëse Kompostéierungsanlagen net ofbauen.
ArcBiox Faserkompositen
AMB Composite huet verschidde Forme vun ArcBiox X4/5 Glasfasere fir Kompositapplikatiounen entwéckelt, vunkuerz geschnidde Faserena Sprëtzgussmasse firkontinuéierlech Faserenfir Prozesser wéi Textil- a Pultrusiounsformen. D'ArcBiox BSGF-Serie kombinéiert biologesch ofbaubar Glasfaseren mat biobaséierte Polyesterharzer a gëtt a generellen Technologiequalitéiten an ArcBiox 5-Qualitéiten ugebueden, déi fir d'Benotzung a Liewensmëttelkontaktapplikatioune guttgeheescht sinn.
ABM Composite huet och eng Vielfalt vu biologesch ofbaubare a biobaséierte Polymeren ënnersicht, dorënner Polymëllechsäure (PLA), PLLA a Polybutylensuccinat (PBS). D'Diagramm hei ënnendrënner weist, wéi X4/5 Glasfasere hir Leeschtung verbessere kënnen, fir mat Standard-Glasfaserverstäerkte Polymeren wéi Polypropylen (PP) a souguer Polyamid 6 (PA6) ze konkurréieren.
ABM Composite huet och eng Vielfalt vu biologesch ofbaubare a biobaséierte Polymeren ënnersicht, dorënner Polymëllechsäure (PLA), PLLA a Polybutylensuccinat (PBS). D'Diagramm hei ënnendrënner weist, wéi X4/5 Glasfasere hir Leeschtung verbessere kënnen, fir mat Standard-Glasfaserverstäerkte Polymeren wéi Polypropylen (PP) a souguer Polyamid 6 (PA6) ze konkurréieren.
Haltbarkeet & Kompostéierbarkeet
Wann dës Kompositmaterialien biologesch ofbaubar sinn, wéi laang hale se dann? „Eis X4/5 Glasfasere léisen sech net a fënnef Minutten oder iwwer Nuecht op wéi Zocker, an obwuel hir Eegeschafte mat der Zäit ofbauen, ass et net sou bemierkbar.“ De Rosling seet: „Fir effektiv ofzebauen, brauche mir erhéicht Temperaturen a Fiichtegkeet iwwer laang Zäitperioden, wéi se in vivo oder an industrielle Komposthaufen fonnt ginn. Zum Beispill hu mir Taasen a Schosselen aus eisem ArcBiox BSGF-Material getest, an si konnten bis zu 200 Spullzyklen aushalen, ouni un Funktionalitéit ze verléieren. Et gëtt eng gewëssen Degradatioun vun de mechanesche Eegeschaften, awer net sou wäit, datt d'Taasen net sécher sinn ze benotzen.“
Et ass awer wichteg, datt dës Kompositmaterialien um Enn vun hirer Liewensdauer entsuergt ginn, an datt se d'Standardfuerderunge fir d'Kompostéierung erfëllen, an ABM Composite huet eng Serie vun Tester duerchgefouert fir ze beweisen, datt et dës Standarden erfëllt. „Geméiss den ISO-Standarden (fir industriell Kompostéierung) soll d'biologesch Degradatioun bannent 6 Méint an d'Zersetzung bannent 3 Méint/90 Deeg optrieden“. De Rosling seet: „Zersetzung bedeit, d'Testprouf/d'Produkt an d'Biomass oder de Kompost ze leeën. No 90 Deeg ënnersicht den Techniker d'Biomass mat engem Sieb. No 12 Wochen solle mindestens 90 Prozent vum Produkt duerch e Sieb vun 2 mm × 2 mm kënne goen.“
De Biodegradatiounsprozess gëtt bestëmmt andeems dat nei Material zu engem Pulver zermalt gëtt an d'Gesamtquantitéit un CO2 gemooss gëtt, déi no 90 Deeg fräigesat gëtt. Doduerch gëtt bewäert, wéi vill vum Kuelestoffgehalt vum Kompostéierungsprozess a Waasser, Biomasse a CO2 ëmgewandelt gëtt. „Fir den industrielle Kompostéierungstest ze bestoen, mussen 90 Prozent vun den theoreteschen 100 Prozent CO2 vum Kompostéierungsprozess erreecht ginn (baséiert op dem Kuelestoffgehalt)“.
De Rosling seet, datt ABM Composite d'Ufuerderunge fir Zersetzung an Biodegradatioun erfëllt huet, an Tester hunn gewisen, datt d'Zousätzlech vun senger X4 Glasfaser d'Biodegradabilitéit tatsächlech verbessert (kuckt d'Tabell uewen), déi zum Beispill fir eng onverstäerkt PLA-Mëschung nëmmen 78% ass. Hie erkläert: "Wéi awer eis 30% biodegradéierbar Glasfasere bäigefüügt goufen, ass d'Biodegradatioun op 94% eropgaang, während d'Degradatiounsraten gutt bliwwe sinn."
Dofir huet ABM Composite bewisen, datt seng Materialien no EN 13432 als kompostéierbar zertifizéiert kënne ginn. Zu den Tester, déi seng Materialien bis elo bestanen hunn, gehéieren ISO 14855-1 fir déi definitiv aerob Biodegradabilitéit vu Materialien ënner kontrolléierte Kompostéierungsbedéngungen, ISO 16929 fir aerob kontrolléiert Zersetzung, ISO DIN EN 13432 fir chemesch Ufuerderungen an OECD 208 fir Phytotoxizitéitstester an ISO DIN EN 13432.
CO2 fräigesat beim Kompostéieren
Beim Kompostéiere gëtt zwar CO2 fräigesat, awer e bëssen dovunner bleift am Buedem a gëtt dann vu Planzen benotzt. Kompostéiere gëtt zënter Joerzéngte studéiert, souwuel als industrielle Prozess wéi och als Nokompostéierungsprozess, deen manner CO2 fräisetzt wéi aner Alternativen zur Offallentsuergung, an d'Kompostéiere gëllt nach ëmmer als ëmweltfrëndleche Prozess a reduzéiert de Kuelestoffofdrock.
D'Ökotoxizitéit ëmfaasst d'Tester vun der Biomasse, déi während dem Kompostéierungsprozess produzéiert gëtt, an de Planzen, déi mat dëser Biomasse ugebaut ginn. „Dëst ass fir sécherzestellen, datt d'Kompostéierung vun dëse Produkter de wuessende Planzen net schued“, sot de Rosling. Zousätzlech huet ABM Composite bewisen, datt seng Materialien d'Ufuerderunge fir d'Biodegradatioun ënner Heemkompostéierungsbedingungen erfëllen, déi och eng Biodegradatioun vun 90% erfuerderen, awer iwwer eng Period vun 12 Méint, am Verglach zu enger méi kuerzer Period fir industriell Kompostéierung.
Industriell Uwendungen, Produktioun, Käschten a zukünftegt Wuesstem
D'Materialien vun ABM Composite ginn a verschiddene kommerziellen Uwendungen agesat, awer méi kënnen net verroden ginn wéinst Vertraulechkeetsofkommes. „Mir bestellen eis Materialien fir Uwendungen wéi Taasen, Ënnertass, Telleren, Besteck a Liewensmëttelbehälter ze passen“, seet de Rosling, „awer si ginn och als Alternativ zu Plastik op Pëtrolbasis a Kosmetikbehälter a groussen Haushaltsartikelen agesat. Méi rezent goufen eis Materialien fir d'Produktioun vu Komponenten a grousse industrielle Maschinneninstallatiounen ausgewielt, déi all 2-12 Wochen ersat musse ginn. Dës Firmen hunn erkannt, datt dës mechanesch Deeler mat eiser X4 Glasfaserverstäerkung mat der erfuerderlecher Verschleißbeständegkeet hiergestallt kënne ginn a nom Gebrauch och kompostéierbar sinn. Dëst ass eng attraktiv Léisung fir déi nächst Zukunft, well dës Firmen der Erausfuerderung stinn, nei Ëmwelt- a CO2-Emissiounsreglementer ze erfëllen.“
De Rosling huet dobäi gesot: „Et gëtt och e wuessend Interesse fir eis kontinuéierlech Faseren an ënnerschiddlechen Zorte vu Stoffer an Nonwovens ze benotzen, fir strukturell Komponenten fir d'Bauindustrie ze maachen. Mir gesinn och Interesse fir eis biologesch ofbaubar Faseren mat biobaséierten, awer net biologesch ofbaubare PA oder PP an inerten Thermohärtmaterialien ze benotzen.“
Aktuell ass X4/5 Glasfaser méi deier wéi E-Glas, awer d'Produktiounsvolumen si relativ kleng, an ABM Composite verfollegt eng Rei vu Méiglechkeeten, fir d'Applikatiounen auszebauen an eng Erhéijung op 20.000 Tonnen/Joer ze erméiglechen, well d'Nofro eropgeet, wat och hëllefe kéint, d'Käschten ze reduzéieren. Trotzdem seet de Rosling, datt a ville Fäll d'Käschte verbonne mat der Erfëllung vun der Nohaltegkeet an neie reglementaresche Fuerderungen net vollstänneg berécksiichtegt goufen. Mëttlerweil wiisst d'Drénglechkeet, de Planéit ze retten. "D'Gesellschaft dréckt scho méi biobaséiert Produkter an." Hie erkläert: "Et gëtt vill Ureizer, fir d'Recyclingtechnologien virunzedreiwen, d'Welt muss sech méi séier doran bewegen an ech mengen, d'Gesellschaft wäert an Zukunft nëmmen nach méi op biobaséiert Produkter hiweisen."
LCA a Virdeel vun der Nohaltegkeet
De Rosling seet, datt d'Materialien vun ABM Composite d'Emissioune vu Treibhausgaser an de Gebrauch vun net erneierbaren Energien ëm 50-60 Prozent pro Kilogramm reduzéieren. „Mir benotzen d'Environmental Footprint Database 2.0, den akkreditéierte GaBi-Datesaz a LCA-Berechnungen (Liewenszyklusanalyse) fir eis Produkter baséiert op der Methodologie, déi an ISO 14040 an ISO 14044 beschriwwe gëtt.“
„Aktuell, wann Kompositmaterialien d'Enn vun hirem Liewenszyklus erreechen, gëtt vill Energie gebraucht fir Kompositoffäll a Produkter aus dem Enn vun hirem Liewenszyklus ze verbrennen oder ze pyrolyséieren, an d'Zerschneiden a Kompostéieren ass eng attraktiv Optioun, an et ass definitiv ee vun de wichtegste Wäertpropositiounen, déi mir ubidden, an mir bidden eng nei Aart vu Recyclingméiglechkeet.“ De Rosling seet: „Eis Glasfaser gëtt aus natierleche Mineralkomponenten hiergestallt, déi scho am Buedem präsent sinn. Firwat also net d'Kompositkomponenten aus dem Enn vun hirem Liewenszyklus kompostéieren oder d'Faseren aus net-degradéierbare Kompositmaterialien no der Verbrennung opléisen an als Dünger benotzen? Dëst ass eng Recyclingoptioun vu wierklechem globalem Interessi.“
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (och WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adress: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang Distrikt, Shanghai
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 27. Mee 2024