वजन कमी करणे, ताकद आणि कडकपणा, गंज प्रतिकार आणि टिकाऊपणा या दशकांपासून सिद्ध झालेल्या फायद्यांव्यतिरिक्त, जर ग्लास फायबर रिइन्फोर्स्ड पॉलिमर (GFRP) कंपोझिट त्यांच्या उपयुक्त आयुष्याच्या शेवटी कंपोस्ट बनवता आले तर? थोडक्यात, एबीएम कंपोझिटच्या तंत्रज्ञानाचे हेच आकर्षण आहे.
बायोअॅक्टिव्ह ग्लास, उच्च शक्तीचे तंतू
२०१४ मध्ये स्थापित, आर्कटिक बायोमटेरियल्स ओय (टॅम्पेरे, फिनलंड) ने तथाकथित बायोएक्टिव्ह ग्लासपासून बनवलेला बायोडिग्रेडेबल ग्लास फायबर विकसित केला आहे, ज्याचे वर्णन एबीएम कंपोझिटचे संशोधन आणि विकास संचालक एरी रोसलिंग "१९६० च्या दशकात विकसित केलेले एक विशेष सूत्रीकरण म्हणून करतात जे शारीरिक परिस्थितीत काचेचे विघटन करण्यास अनुमती देते. शरीरात आणल्यावर, काच त्याच्या घटक खनिज क्षारांमध्ये मोडते, सोडियम, मॅग्नेशियम, फॉस्फेट्स इत्यादी सोडते, अशा प्रकारे हाडांच्या वाढीस चालना देणारी स्थिती निर्माण करते."
"त्यात समान गुणधर्म आहेतअल्कली-मुक्त ग्लास फायबर (ई-ग्लास)" रोझलिंग म्हणाले, "पण हा बायोएक्टिव्ह ग्लास तयार करणे आणि तंतूंमध्ये ओढणे कठीण आहे आणि आतापर्यंत तो फक्त पावडर किंवा पुट्टी म्हणून वापरला जात होता. आमच्या माहितीनुसार, एबीएम कंपोझिट ही औद्योगिक स्तरावर त्यापासून उच्च-शक्तीचे काचेचे तंतू बनवणारी पहिली कंपनी होती आणि आम्ही आता बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरसह विविध प्रकारच्या प्लास्टिकला मजबुती देण्यासाठी या आर्कबायोक्स एक्स४/५ ग्लास फायबरचा वापर करत आहोत."
वैद्यकीय रोपण
फिनलंडमधील हेलसिंकीपासून दोन तासांच्या उत्तरेस असलेले टॅम्पेरे प्रदेश १९८० पासून वैद्यकीय अनुप्रयोगांसाठी जैव-आधारित बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरचे केंद्र आहे. रोझलिंग वर्णन करतात, "या सामग्रीपासून बनवलेले पहिले व्यावसायिकरित्या उपलब्ध असलेले इम्प्लांट टॅम्पेरेमध्ये तयार केले गेले होते आणि अशा प्रकारे एबीएम कंपोझिटची सुरुवात झाली! जे आता आमचे वैद्यकीय व्यवसाय युनिट आहे".
"इम्प्लांटसाठी अनेक बायोडिग्रेडेबल, बायोअॅब्सॉर्बेबल पॉलिमर आहेत." ते पुढे म्हणतात, "पण त्यांचे यांत्रिक गुणधर्म नैसर्गिक हाडांपेक्षा खूप दूर आहेत. इम्प्लांटला नैसर्गिक हाडांसारखीच ताकद देण्यासाठी आम्ही हे बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर वाढवू शकलो." रोझलिंग यांनी नमूद केले की ABM च्या व्यतिरिक्त मेडिकल ग्रेड आर्कबायोक्स ग्लास फायबर बायोडिग्रेडेबल PLLA पॉलिमरचे यांत्रिक गुणधर्म 200% ते 500% पर्यंत सुधारू शकतात.
परिणामी, एबीएम कंपोझिटचे इम्प्लांट्स अनरिइन्फोर्स्ड पॉलिमर वापरून बनवलेल्या इम्प्लांट्सपेक्षा जास्त कार्यक्षमता देतात, तसेच ते जैवशोषक देखील असतात आणि हाडांच्या निर्मिती आणि वाढीस प्रोत्साहन देतात. एबीएम कंपोझिट इष्टतम फायबर ओरिएंटेशन सुनिश्चित करण्यासाठी स्वयंचलित फायबर/स्ट्रँड प्लेसमेंट तंत्रांचा देखील वापर करते, ज्यामध्ये इम्प्लांटच्या संपूर्ण लांबीवर फायबर घालणे तसेच संभाव्य कमकुवत ठिकाणी अतिरिक्त फायबर ठेवणे समाविष्ट आहे.
घरगुती आणि तांत्रिक अनुप्रयोग
वाढत्या वैद्यकीय व्यवसाय युनिटसह, एबीएम कंपोझिट हे ओळखते की बायो-बेस्ड आणि बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरचा वापर स्वयंपाकघरातील भांडी, कटलरी आणि इतर घरगुती वस्तूंसाठी देखील केला जाऊ शकतो. "पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिकच्या तुलनेत या बायोडिग्रेडेबल पॉलिमरमध्ये सामान्यतः खराब यांत्रिक गुणधर्म असतात." रोझलिंग म्हणाले, "परंतु आम्ही आमच्या बायोडिग्रेडेबल ग्लास फायबरसह या सामग्रीला मजबूत करू शकतो, ज्यामुळे ते विविध तांत्रिक अनुप्रयोगांसाठी जीवाश्म-आधारित व्यावसायिक प्लास्टिकसाठी अक्षरशः एक चांगला पर्याय बनतात".
परिणामी, एबीएम कंपोझिटने त्यांच्या तांत्रिक व्यवसाय युनिटमध्ये वाढ केली आहे, ज्यामध्ये आता ६० लोक कार्यरत आहेत. "आम्ही अधिक शाश्वत एंड-ऑफ-लाइफ (ईओएल) उपाय ऑफर करतो." रोझलिंग म्हणतात, "आमचा मूल्य प्रस्ताव म्हणजे या बायोडिग्रेडेबल कंपोझिट्सना औद्योगिक कंपोस्टिंग ऑपरेशन्समध्ये ठेवणे जिथे ते मातीमध्ये रूपांतरित होतात." पारंपारिक ई-ग्लास निष्क्रिय आहे आणि या कंपोस्टिंग सुविधांमध्ये ते खराब होणार नाही.
आर्कबायोक्स फायबर कंपोझिट्स
एबीएम कंपोझिटने कंपोझिट अनुप्रयोगांसाठी आर्कबायोक्स एक्स४/५ ग्लास फायबरचे विविध प्रकार विकसित केले आहेत, पासूनशॉर्ट-कट फायबरआणि इंजेक्शन मोल्डिंग संयुगेसतत तंतूकापड आणि पल्ट्रुजन मोल्डिंगसारख्या प्रक्रियांसाठी. आर्कबायोक्स बीएसजीएफ श्रेणी बायोडिग्रेडेबल ग्लास फायबरला बायो-बेस्ड पॉलिस्टर रेझिनसह एकत्रित करते आणि सामान्य तंत्रज्ञान ग्रेड आणि फूड कॉन्टॅक्ट अॅप्लिकेशन्समध्ये वापरण्यासाठी मंजूर केलेल्या आर्कबायोक्स 5 ग्रेडमध्ये उपलब्ध आहे.
एबीएम कंपोझिटने पॉलीलेक्टिक अॅसिड (पीएलए), पीएलएलए आणि पॉलीब्यूटिलीन सक्सीनेट (पीबीएस) यासह विविध बायोडिग्रेडेबल आणि बायो-आधारित पॉलिमरचा देखील अभ्यास केला आहे. खालील आकृती दाखवते की पॉलीप्रोपीलीन (पीपी) आणि अगदी पॉलिमाइड 6 (पीए6) सारख्या मानक ग्लास फायबर प्रबलित पॉलिमरशी स्पर्धा करण्यासाठी X4/5 ग्लास फायबर कसे कार्यप्रदर्शन सुधारू शकतात.
एबीएम कंपोझिटने पॉलीलेक्टिक अॅसिड (पीएलए), पीएलएलए आणि पॉलीब्यूटिलीन सक्सीनेट (पीबीएस) यासह विविध बायोडिग्रेडेबल आणि बायो-आधारित पॉलिमरचा देखील अभ्यास केला आहे. खालील आकृती दाखवते की पॉलीप्रोपीलीन (पीपी) आणि अगदी पॉलिमाइड 6 (पीए6) सारख्या मानक ग्लास फायबर प्रबलित पॉलिमरशी स्पर्धा करण्यासाठी X4/5 ग्लास फायबर कसे कार्यप्रदर्शन सुधारू शकतात.
टिकाऊपणा आणि कंपोस्टेबिलिटी
जर हे कंपोझिट बायोडिग्रेडेबल असतील तर ते किती काळ टिकतील? “आमचे X4/5 काचेचे तंतू साखरेप्रमाणे पाच मिनिटांत किंवा रात्रीत विरघळत नाहीत आणि त्यांचे गुणधर्म कालांतराने कमी होत असले तरी ते तितकेसे लक्षात येणार नाहीत.” रोझलिंग म्हणतात, “प्रभावीपणे कमी होण्यासाठी, आपल्याला दीर्घकाळापर्यंत उच्च तापमान आणि आर्द्रता आवश्यक आहे, जसे की व्हिव्होमध्ये किंवा औद्योगिक कंपोस्ट ढिगाऱ्यांमध्ये आढळते. उदाहरणार्थ, आम्ही आमच्या आर्कबायोक्स BSGF मटेरियलपासून बनवलेले कप आणि वाट्या तपासल्या आणि ते कार्यक्षमता न गमावता 200 डिशवॉशिंग सायकलपर्यंत टिकू शकतात. यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये काही प्रमाणात घट झाली आहे, परंतु कप वापरण्यास असुरक्षित असतील इतक्या प्रमाणात नाही”.
तथापि, हे महत्वाचे आहे की जेव्हा हे कंपोझिट त्यांच्या उपयुक्त आयुष्याच्या शेवटी विल्हेवाट लावले जातात, तेव्हा ते कंपोस्टिंगसाठी आवश्यक असलेल्या मानक आवश्यकता पूर्ण करतात आणि ABM कंपोझिटने या मानकांची पूर्तता करतात हे सिद्ध करण्यासाठी अनेक चाचण्या केल्या आहेत. "ISO मानकांनुसार (औद्योगिक कंपोस्टिंगसाठी), बायोडिग्रेडेशन 6 महिन्यांच्या आत आणि विघटन 3 महिने/90 दिवसांच्या आत झाले पाहिजे". रोझलिंग म्हणतात, "विघटन म्हणजे चाचणी नमुना/उत्पादन बायोमास किंवा कंपोस्टमध्ये ठेवणे. 90 दिवसांनंतर, तंत्रज्ञ चाळणी वापरून बायोमासची तपासणी करतो. 12 आठवड्यांनंतर, उत्पादनाचा किमान 90 टक्के भाग 2 मिमी × 2 मिमी चाळणीतून जाण्यास सक्षम असावा".
बायोडिग्रेडेशन हे व्हर्जिन मटेरियलला पावडरमध्ये बारीक करून आणि ९० दिवसांनी सोडल्या जाणाऱ्या एकूण CO2 चे प्रमाण मोजून निश्चित केले जाते. हे कंपोस्टिंग प्रक्रियेतील कार्बनचे प्रमाण किती पाणी, बायोमास आणि CO2 मध्ये रूपांतरित होते याचे मूल्यांकन करते. "औद्योगिक कंपोस्टिंग चाचणी उत्तीर्ण होण्यासाठी, कंपोस्टिंग प्रक्रियेतील सैद्धांतिक १०० टक्के CO2 पैकी ९० टक्के (कार्बन सामग्रीवर आधारित) साध्य करणे आवश्यक आहे".
रोझलिंग म्हणतात की एबीएम कंपोझिटने विघटन आणि जैवविघटन आवश्यकता पूर्ण केल्या आहेत आणि चाचण्यांमधून असे दिसून आले आहे की त्याच्या X4 ग्लास फायबरची भर घालल्याने प्रत्यक्षात जैवविघटनक्षमता सुधारते (वरील तक्ता पहा), जे उदाहरणार्थ, अप्रबलित पीएलए मिश्रणासाठी फक्त 78% आहे. ते स्पष्ट करतात, "तथापि, जेव्हा आमचे 30% बायोडिग्रेडेबल ग्लास फायबर जोडले गेले, तेव्हा जैवविघटन 94% पर्यंत वाढले, तर क्षय दर चांगला राहिला".
परिणामी, ABM कंपोझिटने हे दाखवून दिले आहे की त्याचे साहित्य EN 13432 नुसार कंपोस्टेबल म्हणून प्रमाणित केले जाऊ शकते. त्याच्या साहित्याने आजपर्यंत उत्तीर्ण केलेल्या चाचण्यांमध्ये नियंत्रित कंपोस्टिंग परिस्थितीत सामग्रीच्या अंतिम एरोबिक बायोडिग्रेडेबिलिटीसाठी ISO 14855-1, एरोबिक नियंत्रित विघटनासाठी ISO 16929, रासायनिक आवश्यकतांसाठी ISO DIN EN 13432 आणि फायटोटॉक्सिसिटी चाचणीसाठी OECD 208, ISO DIN EN 13432 यांचा समावेश आहे.
कंपोस्टिंग दरम्यान सोडलेला CO2
कंपोस्टिंग दरम्यान, CO2 खरोखरच सोडला जातो, परंतु काही भाग मातीत राहतो आणि नंतर वनस्पती वापरतात. कंपोस्टिंगचा अभ्यास अनेक दशकांपासून केला जात आहे, एक औद्योगिक प्रक्रिया म्हणून आणि कंपोस्टिंगनंतरची प्रक्रिया म्हणून जी इतर कचरा विल्हेवाट पर्यायांपेक्षा कमी CO2 सोडते आणि कंपोस्टिंग अजूनही पर्यावरणपूरक आणि कार्बन फूटप्रिंट कमी करणारी प्रक्रिया मानली जाते.
इकोटॉक्सिसिटीमध्ये कंपोस्टिंग प्रक्रियेदरम्यान तयार होणाऱ्या बायोमासची आणि या बायोमासने वाढवलेल्या वनस्पतींची चाचणी करणे समाविष्ट आहे. "हे सुनिश्चित करण्यासाठी आहे की या उत्पादनांचे कंपोस्टिंग वाढत्या वनस्पतींना हानी पोहोचवत नाही." रोझलिंग म्हणाले. याव्यतिरिक्त, एबीएम कंपोझिटने हे सिद्ध केले आहे की त्याचे साहित्य घरगुती कंपोस्टिंग परिस्थितीत बायोडिग्रेडेशन आवश्यकता पूर्ण करते, ज्यासाठी 90% बायोडिग्रेडेशन देखील आवश्यक आहे, परंतु औद्योगिक कंपोस्टिंगसाठी कमी कालावधीच्या तुलनेत 12 महिन्यांच्या कालावधीत.
औद्योगिक अनुप्रयोग, उत्पादन, खर्च आणि भविष्यातील वाढ
ABM कंपोझिटचे साहित्य अनेक व्यावसायिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जाते, परंतु गोपनीयतेच्या करारांमुळे अधिक माहिती उघड करता येत नाही. “आम्ही आमचे साहित्य कप, सॉसर, प्लेट्स, कटलरी आणि अन्न साठवणूक कंटेनर यासारख्या अनुप्रयोगांना अनुकूल करण्यासाठी ऑर्डर करतो,” रोझलिंग म्हणतात, “परंतु ते कॉस्मेटिक कंटेनर आणि मोठ्या घरगुती वस्तूंमध्ये पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिकला पर्याय म्हणून देखील वापरले जातात. अलिकडेच, आमचे साहित्य मोठ्या औद्योगिक यंत्रसामग्री प्रतिष्ठानांमध्ये घटकांच्या निर्मितीसाठी वापरण्यासाठी निवडले गेले आहे जे दर 2-12 आठवड्यांनी बदलणे आवश्यक आहे. या कंपन्यांनी ओळखले आहे की आमच्या X4 ग्लास फायबर रीइन्फोर्समेंटचा वापर करून, हे यांत्रिक भाग आवश्यक पोशाख प्रतिरोधक बनवता येतात आणि वापरल्यानंतर कंपोस्टेबल देखील असतात. नजीकच्या भविष्यासाठी हा एक आकर्षक उपाय आहे कारण या कंपन्यांना नवीन पर्यावरणीय आणि CO2 उत्सर्जन नियमांची पूर्तता करण्याचे आव्हान आहे”.
रोझलिंग पुढे म्हणाले, "बांधकाम उद्योगासाठी स्ट्रक्चरल घटक बनवण्यासाठी विविध प्रकारच्या कापडांमध्ये आणि नॉनव्हेन्समध्ये आमच्या सतत तंतूंचा वापर करण्यात रस वाढत आहे. आम्हाला बायो-बेस्ड परंतु नॉन-बायोडिग्रेडेबल पीए किंवा पीपी आणि इनर्ट थर्मोसेट मटेरियलसह आमच्या बायोडिग्रेडेबल तंतूंचा वापर करण्यात देखील रस दिसत आहे."
सध्या, X4/5 फायबरग्लास ई-ग्लासपेक्षा महाग आहे, परंतु उत्पादनाचे प्रमाण देखील तुलनेने कमी आहे आणि ABM कंपोझिट मागणी वाढत असताना अनुप्रयोगांचा विस्तार करण्यासाठी आणि 20,000 टन/वर्षापर्यंत वाढ सुलभ करण्यासाठी अनेक संधींचा शोध घेत आहे, ज्यामुळे खर्च कमी होण्यास देखील मदत होऊ शकते. तरीही, रोझलिंग म्हणतात की अनेक प्रकरणांमध्ये शाश्वतता आणि नवीन नियामक आवश्यकता पूर्ण करण्याशी संबंधित खर्चाचा पूर्णपणे विचार केला गेला नाही. दरम्यान, ग्रह वाचवण्याची निकड वाढत आहे. "समाज आधीच अधिक जैव-आधारित उत्पादनांसाठी जोर देत आहे." ते स्पष्ट करतात, "पुनर्वापर तंत्रज्ञान पुढे नेण्यासाठी अनेक प्रोत्साहने आहेत, जगाला यावर वेगाने पुढे जाण्याची आवश्यकता आहे आणि मला वाटते की भविष्यात समाज जैव-आधारित उत्पादनांसाठी आपला जोर वाढवेल".
एलसीए आणि शाश्वतता फायदा
रोझलिंग म्हणतात की एबीएम कंपोझिटचे साहित्य हरितगृह वायू उत्सर्जन आणि नूतनीकरणीय उर्जेचा वापर प्रति किलोग्रॅम ५०-६० टक्क्यांनी कमी करते. “आम्ही आमच्या उत्पादनांसाठी ISO १४०४० आणि ISO १४०४४″ मध्ये नमूद केलेल्या पद्धतीवर आधारित पर्यावरणीय फूटप्रिंट डेटाबेस २.०, मान्यताप्राप्त GaBi डेटासेट आणि LCA (लाइफ सायकल विश्लेषण) गणना वापरतो.
"सध्या, जेव्हा कंपोझिट त्यांच्या जीवनचक्राच्या शेवटी पोहोचतात, तेव्हा कंपोझिट कचरा आणि EOL उत्पादने जाळण्यासाठी किंवा पायरोलिझ करण्यासाठी भरपूर ऊर्जा लागते आणि तुकडे करणे आणि कंपोस्टिंग करणे हा एक आकर्षक पर्याय आहे आणि तो निश्चितच आम्ही देत असलेल्या प्रमुख मूल्य प्रस्तावांपैकी एक आहे आणि आम्ही एक नवीन प्रकारची पुनर्वापरक्षमता प्रदान करत आहोत." रोझलिंग म्हणतात, "आमचा फायबरग्लास मातीत आधीच असलेल्या नैसर्गिक खनिज घटकांपासून बनवला जातो. मग EOL कंपोझिट घटक कंपोस्ट का करू नये, किंवा जाळल्यानंतर नॉन-डिग्रेडेबल कंपोझिटमधून तंतू विरघळवून खत म्हणून का वापरू नये? हा खरोखर जागतिक हिताचा पुनर्वापर पर्याय आहे".
शांघाय ओरिसन न्यू मटेरियल टेक्नॉलॉजी कं, लिमिटेड
एम: +८६ १८६८३७७६३६८ (व्हॉट्सअॅप देखील)
ट:+८६ ०८३८३९९०४९९
Email: grahamjin@jhcomposites.com
पत्ता: क्रमांक ३९८ न्यू ग्रीन रोड झिनबांग टाउन सोंगजियांग जिल्हा, शांघाय
पोस्ट वेळ: मे-२७-२०२४