Хэрэв шилэн кабель бэхжүүлсэн полимер (GFRP) композитуудыг ашиглалтын хугацаа нь дууссаны дараа бордоо болгон ашиглаж чадвал жин хасах, бат бөх, хатуулаг, зэврэлтээс хамгаалах, удаан эдэлгээтэй байх зэрэг олон арван жилийн турш батлагдсан давуу талуудаас гадна яах вэ? Товчхондоо, энэ бол ABM Composite технологийн сэтгэл татам байдал юм.
Биологийн идэвхт шил, өндөр бат бэхтэй утас
2014 онд байгуулагдсан Arctic Biomaterials Oy (Тампере, Финлянд) компани нь био идэвхт шилэн гэгддэг материалаар хийсэн био задралд ордог шилэн эслэгийг боловсруулсан бөгөөд ABM Composite компанийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн захирал Ари Рослинг үүнийг "1960-аад онд боловсруулсан, физиологийн нөхцөлд шилийг задлах боломжийг олгодог тусгай найрлага" гэж тодорхойлсон. Биед нэвтрүүлэхэд шил нь түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задарч, натри, магни, фосфат гэх мэтийг ялгаруулж, улмаар ясны өсөлтийг идэвхжүүлдэг нөхцөл байдлыг бий болгодог.
"Энэ нь үүнтэй төстэй шинж чанартайшүлтгүй шилэн эслэг (E-glass).” Рослинг “Гэхдээ энэхүү био идэвхт шилийг үйлдвэрлэх, ширхэг болгоход хэцүү бөгөөд одоог хүртэл зөвхөн нунтаг эсвэл шаваас болгон ашиглаж ирсэн. Бидний мэдэж байгаагаар ABM Composite нь үүнээс үйлдвэрлэлийн хэмжээнд өндөр бат бэхтэй шилэн ширхэг хийсэн анхны компани байсан бөгөөд бид одоо эдгээр ArcBiox X4/5 шилэн ширхэгийг ашиглан био задралд ордог полимер зэрэг янз бүрийн төрлийн хуванцарыг бэхжүүлж байна” гэж хэлэв.
Эмнэлгийн суулгац
Финландын Хельсинкээс хоёр цагийн зайд орших Тампере бүс нутаг нь 1980-аад оноос хойш анагаах ухааны хэрэглээнд зориулсан био суурьтай био задралд ордог полимерүүдийн төв байсаар ирсэн. Рослинг “Эдгээр материалаар хийсэн анхны худалдаанд гарсан имплантын нэгийг Тамперед үйлдвэрлэсэн бөгөөд ABM Composite компани ингэж л үйл ажиллагаагаа эхлүүлсэн! Энэ бол одоо манай анагаах ухааны бизнесийн нэгж юм” гэж тодорхойлжээ.
"Суулгацад зориулсан олон төрлийн био задралд ордог, био шингээлттэй полимерүүд байдаг." Тэрээр үргэлжлүүлэн "гэхдээ тэдгээрийн механик шинж чанар нь байгалийн ясаас хол байна. Бид суулгацыг байгалийн ястай адил бат бөх болгохын тулд эдгээр био задралд ордог полимерүүдийг сайжруулж чадсан." Рослинг ABM нэмсэн эмнэлгийн зэрэглэлийн ArcBiox шилэн ширхэгүүд нь био задралд ордог PLLA полимерүүдийн механик шинж чанарыг 200%-500% сайжруулж чадна гэж тэмдэглэжээ.
Үүний үр дүнд ABM Composite-ийн имплантууд нь бэхжүүлээгүй полимерээр хийсэн имплантуудаас илүү өндөр гүйцэтгэл үзүүлдэг бөгөөд био шингээлт сайтай бөгөөд ясны үүсэл, өсөлтийг дэмждэг. ABM Composite нь мөн имплантын бүх уртын дагуу ширхэгүүдийг байрлуулах, мөн сул байж болзошгүй цэгүүдэд нэмэлт ширхэгүүдийг байрлуулах зэрэг оновчтой ширхэгийн чиглэлийг хангахын тулд автоматжуулсан ширхэг/утас байрлуулах аргыг ашигладаг.
Ахуйн болон техникийн хэрэглээ
ABM Composite нь өсөн нэмэгдэж буй анагаах ухааны бизнесийн нэгжийнхээ ачаар био суурьтай болон био задралд ордог полимерүүдийг гал тогооны хэрэгсэл, хутганы хэрэгсэл болон бусад гэр ахуйн хэрэгсэлд ашиглаж болохыг хүлээн зөвшөөрдөг. "Эдгээр био задралд ордог полимерүүд нь газрын тосонд суурилсан хуванцартай харьцуулахад механик шинж чанар муутай байдаг." Рослинг хэлэхдээ "Гэхдээ бид эдгээр материалыг био задралд ордог шилэн ширхэгээр бэхжүүлж, олон төрлийн техникийн хэрэглээнд зориулсан чулуужсан суурьтай арилжааны хуванцарын бараг сайн хувилбар болгож чадна" гэжээ.
Үүний үр дүнд ABM Composite нь техникийн бизнесийн нэгжээ нэмэгдүүлж, одоо 60 хүн ажиллуулж байна. “Бид илүү тогтвортой ашиглалтын хугацаа дууссан (EOL) шийдлүүдийг санал болгож байна.” Рослинг хэлэхдээ “Бидний үнэ цэнийн санал бол эдгээр биологийн задралд ордог нийлмэл материалыг хөрс болгон хувиргадаг үйлдвэрлэлийн бордооны үйл ажиллагаанд оруулах явдал юм.” Уламжлалт цахим шил нь идэвхгүй бөгөөд эдгээр бордооны байгууламжид задардаггүй.
ArcBiox Fibre Composites
ABM Composite нь нийлмэл хэрэглээнд зориулж ArcBiox X4/5 шилэн ширхэгийн янз бүрийн хэлбэрийг боловсруулсан.богиносгосон утаснуудболон шахах хэвний нэгдлүүдтасралтгүй утаснэхмэл болон лугшилтын хэвэнд оруулах зэрэг процессуудад зориулагдсан. ArcBiox BSGF цуврал нь био задралд ордог шилэн ширхэгийг био суурьтай полиэстр давирхайтай хослуулсан бөгөөд ерөнхий технологийн зэрэглэл болон хүнсний бүтээгдэхүүнтэй харьцах зориулалттай ArcBiox 5 зэрэглэлээр худалдаалагдаж байна.
ABM Composite нь мөн Полилактик хүчил (PLA), PLLA болон Полибутилен сукцинат (PBS) зэрэг биологийн задралд ордог болон био суурьтай полимерүүдийн төрөл бүрийн судалгааг хийсэн. Доорх диаграммд X4/5 шилэн ширхэгүүд нь полипропилен (PP) болон тэр ч байтугай полиамид 6 (PA6) зэрэг стандарт шилэн ширхэгээр бэхжүүлсэн полимерүүдтэй өрсөлдөхийн тулд гүйцэтгэлийг хэрхэн сайжруулж болохыг харуулав.
ABM Composite нь мөн Полилактик хүчил (PLA), PLLA болон Полибутилен сукцинат (PBS) зэрэг биологийн задралд ордог болон био суурьтай олон төрлийн полимерүүдийг судалсан. Доорх диаграммд X4/5 шилэн ширхэгүүд нь полипропилен (PP) болон тэр ч байтугай полиамид 6 (PA6) зэрэг стандарт шилэн ширхэгээр бэхжүүлсэн полимерүүдтэй өрсөлдөхийн тулд гүйцэтгэлийг хэрхэн сайжруулж болохыг харуулав.
Бат бөх чанар ба бордоонд тэсвэртэй байдал
Хэрэв эдгээр нийлмэл материалууд нь биологийн задралд ордог бол хэр удаан эдэлгээтэй байх вэ? “Манай X4/5 шилэн ширхэгүүд нь элсэн чихэр шиг таван минут эсвэл шөнийн дотор уусдаггүй бөгөөд шинж чанар нь цаг хугацааны явцад доройтох боловч тийм ч мэдэгдэхүйц биш байх болно.” Рослинг хэлэхдээ “Үр дүнтэй задрахын тулд бидэнд in vivo эсвэл үйлдвэрлэлийн бордооны овоолгод байдаг шиг удаан хугацааны турш өндөр температур, чийгшил хэрэгтэй. Жишээлбэл, бид ArcBiox BSGF материалаар хийсэн аяга, аягыг туршиж үзсэн бөгөөд тэдгээр нь үйл ажиллагаагаа алдалгүйгээр 200 хүртэлх аяга таваг угаах циклийг тэсвэрлэх чадвартай. Механик шинж чанар нь зарим талаараа доройтдог боловч аяга хэрэглэхэд аюултай хэмжээнд хүртэл биш” гэжээ.
Гэсэн хэдий ч эдгээр нийлмэл материалыг ашиглалтын хугацаа нь дуусахад хаяхад бордоо хийхэд шаардлагатай стандарт шаардлагыг хангасан байх нь чухал бөгөөд ABM Composite нь эдгээр стандартыг хангаж байгааг нотлохын тулд цуврал туршилтуудыг хийсэн. “ОУС-ын стандартын дагуу (үйлдвэрлэлийн бордооны хувьд) био задрал 6 сарын дотор, задрал 3 сар/90 хоногийн дотор явагдах ёстой” гэж Рослинг хэлэв. “Задрал гэдэг нь туршилтын дээж/бүтээгдэхүүнийг биомасс эсвэл бордоонд оруулахыг хэлнэ. 90 хоногийн дараа техникч биомассыг шигшүүр ашиглан шалгана. 12 долоо хоногийн дараа бүтээгдэхүүний дор хаяж 90 хувь нь 2 мм × 2 мм хэмжээтэй шигшүүрээр нэвтрэх боломжтой байх ёстой” гэжээ.
Биологийн задралыг онгон материалыг нунтаг болгон нунтаглаж, 90 хоногийн дараа ялгардаг CO2-ын нийт хэмжээг хэмжих замаар тодорхойлдог. Энэ нь бордоо боловсруулах процессын нүүрстөрөгчийн агууламжийн хэр их хэсгийг ус, биомасс болон CO2 болгон хувиргаж байгааг үнэлдэг. "Үйлдвэрийн бордооны туршилтыг давахын тулд бордоо боловсруулах процессоос гарсан онолын 100 хувийн CO2-ын 90 хувийг (нүүрстөрөгчийн агууламж дээр үндэслэн) гаргах ёстой."
Рослинг хэлэхдээ, ABM Composite нь задрал болон био задралын шаардлагыг хангасан бөгөөд туршилтаар X4 шилэн эслэгийг нэмэх нь био задралын чадварыг сайжруулдаг болохыг харуулсан (дээрх хүснэгтийг үзнэ үү), жишээлбэл, бэхжүүлээгүй PLA хольцын хувьд энэ нь ердөө 78% байна. Тэрээр "Гэсэн хэдий ч бидний 30% био задралын шилэн эсийг нэмэхэд био задрал 94% болж өссөн бол задралын түвшин сайн хэвээр байсан" гэж тайлбарлав.
Үүний үр дүнд ABM Composite нь өөрийн материалыг EN 13432 стандартын дагуу бордоожуулах боломжтой болохыг харуулсан. Өнөөдрийг хүртэл түүний материалын тэнцсэн туршилтуудад хяналттай бордоожуулах нөхцөлд материалын эцсийн аэробик био задралын ISO 14855-1, аэробикийн хяналттай задралын ISO 16929, химийн шаардлагын ISO DIN EN 13432, ургамлын хоруу чанарын туршилтын OECD 208, ISO DIN EN 13432 зэрэг орно.
Бордоо боловсруулах явцад ялгардаг CO2
Бордоо бэлтгэх явцад CO2 ялгардаг боловч зарим нь хөрсөнд үлдэж, дараа нь ургамалд ашиглагддаг. Бордоожуулалтыг үйлдвэрлэлийн процесс болон бусад хог хаягдлыг зайлуулах хувилбаруудаас бага CO2 ялгаруулдаг бордоожуулалтын дараах процесс гэж хэдэн арван жилийн турш судалж ирсэн бөгөөд бордоожуулалтыг байгаль орчинд ээлтэй, нүүрстөрөгчийн ул мөрийг бууруулдаг процесс гэж үздэг хэвээр байна.
Эко хоруу чанар нь бордоо боловсруулах явцад үүссэн биомасс болон энэхүү биомассаар ургуулсан ургамлыг туршихыг хэлнэ. "Энэ нь эдгээр бүтээгдэхүүнийг бордоо болгох нь ургаж буй ургамалд хор хөнөөл учруулахгүй байхыг баталгаажуулах явдал юм" гэж Рослинг хэлэв. Үүнээс гадна, ABM Composite нь өөрийн материалууд нь гэрийн бордооны нөхцөлд био задралын шаардлагыг хангаж байгааг харуулсан бөгөөд энэ нь мөн 90% био задрал шаарддаг боловч үйлдвэрлэлийн бордооны хувьд богино хугацаатай харьцуулахад 12 сарын хугацаанд хийгддэг.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээ, үйлдвэрлэл, зардал болон ирээдүйн өсөлт
ABM Composite-ийн материалыг хэд хэдэн арилжааны зориулалтаар ашигладаг боловч нууцлалын гэрээний улмаас илүү ихийг задруулах боломжгүй байна. "Бид материалаа аяга, таваг, таваг, хутганы хэрэгсэл, хүнсний хадгалах сав зэрэг хэрэглээнд тохируулан захиалдаг" гэж Рослинг хэлэв, "гэхдээ тэдгээрийг гоо сайхны сав, том гэр ахуйн эд зүйлсэд газрын тосонд суурилсан хуванцарыг орлуулах хувилбар болгон ашигладаг. Саяхан манай материалыг 2-12 долоо хоног тутамд солих шаардлагатай томоохон үйлдвэрлэлийн машин механизмын угсралтын эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглахаар сонгосон. Эдгээр компаниуд манай X4 шилэн арматурыг ашигласнаар эдгээр механик эд ангиудыг шаардлагатай элэгдэлд тэсвэртэй болгож, хэрэглэсний дараа бордоо болгон ашиглаж болохыг хүлээн зөвшөөрсөн. Эдгээр компаниуд байгаль орчин, CO2 ялгаруулалтын шинэ зохицуулалтыг хангах сорилттой тулгарч байгаа тул энэ нь ойрын ирээдүйд сэтгэл татам шийдэл юм."
Рослинг нэмж хэлэхдээ, “Барилгын салбарт бүтцийн эд анги үйлдвэрлэхийн тулд янз бүрийн төрлийн даавуу болон нэхмэл бус материалд тасралтгүй ширхэгүүдийг ашиглах сонирхол нэмэгдэж байна. Бид мөн био задралд ордог ширхэгүүдээ био суурьтай боловч био задралд ордоггүй PA эсвэл PP болон идэвхгүй термосет материалаар ашиглах сонирхолыг харж байна” гэжээ.
Одоогийн байдлаар X4/5 шилэн хөвөн нь E-шилнээс илүү үнэтэй боловч үйлдвэрлэлийн хэмжээ харьцангуй бага бөгөөд ABM Composite нь хэрэглээгээ өргөжүүлэх, эрэлт нэмэгдэхийн хэрээр жилд 20,000 тонн хүртэл нэмэгдүүлэх хэд хэдэн боломжийг эрэлхийлж байгаа бөгөөд энэ нь зардлыг бууруулахад тусалж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч Рослинг хэлэхдээ, олон тохиолдолд тогтвортой байдал болон шинэ зохицуулалтын шаардлагыг хангахтай холбоотой зардлыг бүрэн авч үзээгүй гэжээ. Үүний зэрэгцээ, гарагийг аврах яаралтай байдал улам бүр нэмэгдэж байна. "Нийгэм аль хэдийн илүү олон био суурьтай бүтээгдэхүүнийг шаардаж байна." Тэрээр "Дахин боловсруулах технологийг урагшлуулах олон урамшуулал байгаа бөгөөд дэлхий ертөнц энэ чиглэлээр илүү хурдан хөдлөх шаардлагатай бөгөөд нийгэм ирээдүйд био суурьтай бүтээгдэхүүний хэрэглээгээ улам бүр нэмэгдүүлэх болно гэж би бодож байна" гэж тайлбарлав.
LCA болон Тогтвортой байдлын давуу тал
Рослинг хэлэхдээ, ABM Composite-ийн материалууд нь хүлэмжийн хийн ялгаруулалт болон сэргээгдэхгүй эрчим хүчний хэрэглээг килограмм тутамд 50-60 хувиар бууруулдаг гэжээ. “Бид ISO 14040 болон ISO 14044″-д заасан арга зүйд үндэслэн бүтээгдэхүүнийхээ Environmental Footprint Database 2.0, магадлан итгэмжлэгдсэн GaBi мэдээллийн сан болон LCA (Life Cycle Analysis) тооцооллыг ашигладаг.
"Одоогийн байдлаар нийлмэл материалууд ашиглалтын хугацаа нь дуусахад нийлмэл хаягдал болон EOL бүтээгдэхүүнийг шатаах эсвэл пиролизжуулахад маш их эрчим хүч шаардагддаг бөгөөд жижиглэж бордоо болгох нь сонирхол татахуйц сонголт бөгөөд энэ нь бидний санал болгож буй гол үнэ цэнийн саналуудын нэг бөгөөд бид дахин боловсруулах шинэ төрлийн боломжийг санал болгож байна." Рослинг хэлэхдээ "Манай шилэн хөвөнг хөрсөнд аль хэдийн байдаг байгалийн эрдэс бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс гаргаж авдаг. Тэгэхээр яагаад EOL нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бордоо болгох эсвэл шатаасны дараа задрахгүй нийлмэл материалаас гаргаж авсан ширхэгийг уусгаад бордоо болгон ашиглаж болохгүй гэж? Энэ бол дэлхий нийтийн сонирхлыг татсан дахин боловсруулах сонголт юм."
Шанхай Орисен Шинэ Материал Технологи ХХК
M: +86 18683776368 (мөн WhatsApp)
Утас:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Хаяг: Шанхай хотын Сонгжан дүүрэг, Синбанг хот, Шинэ Ногоон зам, 398 дугаар байр
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 5-р сарын 27