Xi ngħidu kieku l-kompożiti tal-polimeru rinforzat bil-fibra tal-ħġieġ (GFRP) jistgħu jiġu kompostati fi tmiem il-ħajja utli tagħhom, flimkien mad-deċennji ta’ benefiċċji ppruvati ta’ tnaqqis fil-piż, saħħa u ebusija, reżistenza għall-korrużjoni u durabilità? Fil-qosor, dan huwa l-appell tat-teknoloġija ta’ ABM Composite.
Ħġieġ bijoattiv, fibri ta' saħħa għolja
Imwaqqfa fl-2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finlandja) żviluppat fibra tal-ħġieġ bijodegradabbli magħmula mill-hekk imsejjaħ ħġieġ bijoattiv, li Ari Rosling, direttur tar-Riċerka u l-Iżvilupp f'ABM Composite, jiddeskrivi bħala "formulazzjoni speċjali żviluppata fis-snin sittin li tippermetti li l-ħġieġ jiddegrada taħt kundizzjonijiet fiżjoloġiċi. Meta jiġi introdott fil-ġisem, il-ħġieġ jinqasam fl-imluħa minerali kostitwenti tiegħu, u jirrilaxxa sodju, manjesju, fosfati, eċċ., u b'hekk joħloq kundizzjoni li tistimula t-tkabbir tal-għadam."
"Għandu proprjetajiet simili għalfibra tal-ħġieġ ħielsa mill-alkali (E-glass).” Rosling qalet, “Iżda dan il-ħġieġ bijoattiv huwa diffiċli biex jiġi manifatturat u miġbud f’fibri, u s’issa ntuża biss bħala trab jew stokk. Safejn nafu aħna, ABM Composite kienet l-ewwel kumpanija li għamlet fibri tal-ħġieġ ta’ saħħa għolja minnu fuq skala industrijali, u issa qed nużaw dawn il-fibri tal-ħġieġ ArcBiox X4/5 biex insaħħu diversi tipi ta’ plastik, inklużi polimeri bijodegradabbli”.
Impjanti mediċi
Ir-reġjun ta’ Tampere, sagħtejn fit-tramuntana ta’ Helsinki, il-Finlandja, ilu ċentru għal polimeri bijodegradabbli bbażati fuq il-bijo għal applikazzjonijiet mediċi mill-1980. Rosling tiddeskrivi, “Wieħed mill-ewwel impjanti disponibbli kummerċjalment magħmulin b’dawn il-materjali ġie prodott f’Tampere, u hekk bdiet ABM Composite! li issa hija l-unità tan-negozju mediku tagħna”.
“Hemm ħafna polimeri bijodegradabbli u bijoassorbibbli għall-impjanti.” Huwa jkompli, “iżda l-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom huma 'l bogħod mill-għadam naturali. Stajna ntejbu dawn il-polimeri bijodegradabbli sabiex nagħtu lill-impjant l-istess saħħa bħall-għadam naturali”. Rosling innota li l-fibri tal-ħġieġ ArcBiox ta' grad mediku biż-żieda ta' ABM jistgħu jtejbu l-proprjetajiet mekkaniċi tal-polimeri bijodegradabbli PLLA b'200% sa 500%.
Bħala riżultat, l-impjanti ta' ABM Composite joffru prestazzjoni ogħla minn impjanti magħmula b'polimeri mhux rinforzati, filwaqt li huma wkoll bijoassorbibbli u jippromwovu l-formazzjoni u t-tkabbir tal-għadam. ABM Composite juża wkoll tekniki awtomatizzati ta' tqegħid ta' fibri/linji biex jiżgura orjentazzjoni ottimali tal-fibri, inkluż it-tqegħid ta' fibri tul it-tul kollu tal-impjant, kif ukoll it-tqegħid ta' fibri addizzjonali f'punti potenzjalment dgħajfa.
Applikazzjonijiet domestiċi u tekniċi
Bl-unità tan-negozju mediku tagħha li qed tikber, ABM Composite tirrikonoxxi li l-polimeri b'bażi bijoloġika u bijodegradabbli jistgħu jintużaw ukoll għal oġġetti tal-kċina, pożati u oġġetti oħra tad-dar. "Dawn il-polimeri bijodegradabbli tipikament ikollhom proprjetajiet mekkaniċi fqar meta mqabbla mal-plastik ibbażat fuq il-pitrolju." Rosling qalet, "Iżda nistgħu nsaħħu dawn il-materjali bil-fibri tal-ħġieġ bijodegradabbli tagħna, u b'hekk nagħmluhom prattikament alternattiva tajba għall-plastik kummerċjali bbażat fuq il-fossili għal firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet tekniċi".
B'riżultat ta' dan, ABM Composite żiedet l-unità tan-negozju teknika tagħha, li issa timpjega 60 persuna. "Noffru soluzzjonijiet aktar sostenibbli ta' tmiem il-ħajja (EOL)." Rosling tgħid, "Il-proposta ta' valur tagħna hija li npoġġu dawn il-kompożiti bijodegradabbli f'operazzjonijiet ta' kompost industrijali fejn jinbidlu f'ħamrija." L-E-glass tradizzjonali huwa inert u mhux se jiddegrada f'dawn il-faċilitajiet ta' kompost.
Komposti tal-Fibra ArcBiox
ABM Composite żviluppat diversi forom ta' fibri tal-ħġieġ ArcBiox X4/5 għal applikazzjonijiet komposti, minnfibri qosrau komposti tal-iffurmar tal-injezzjoni għalfibri kontinwigħal proċessi bħall-iffurmar tat-tessuti u tal-pultrużjoni. Il-firxa ArcBiox BSGF tgħaqqad fibri tal-ħġieġ bijodegradabbli ma' reżini tal-poliester ibbażati fuq il-bijo u hija disponibbli fi gradi ta' teknoloġija ġenerali u gradi ArcBiox 5 approvati għall-użu f'applikazzjonijiet ta' kuntatt mal-ikel.
ABM Composite investigat ukoll varjetà ta’ polimeri bijodegradabbli u b’bażi bijoloġika inklużi Polylactic Acid (PLA), PLLA u Polybutylene Succinate (PBS). Id-dijagramma t’hawn taħt turi kif il-fibri tal-ħġieġ X4/5 jistgħu jtejbu l-prestazzjoni biex jikkompetu ma’ polimeri standard rinforzati bil-fibra tal-ħġieġ bħall-polipropilene (PP) u anke l-poliamide 6 (PA6).
ABM Composite investigat ukoll varjetà ta’ polimeri bijodegradabbli u b’bażi bijoloġika, inklużi Polylactic Acid (PLA), PLLA u Polybutylene Succinate (PBS). Id-dijagramma t’hawn taħt turi kif il-fibri tal-ħġieġ X4/5 jistgħu jtejbu l-prestazzjoni biex jikkompetu ma’ polimeri standard rinforzati bil-fibra tal-ħġieġ bħall-polipropilene (PP) u anke l-poliamide 6 (PA6).
Durabilità u Kompostabilità
Jekk dawn il-kompożiti huma bijodegradabbli, kemm se jdumu? “Il-fibri tal-ħġieġ X4/5 tagħna ma jinħallux f'ħames minuti jew matul il-lejl bħalma jagħmel iz-zokkor, u filwaqt li l-proprjetajiet tagħhom jiddegradaw maż-żmien, dan mhux se jkun daqshekk notevoli.” Jgħid Rosling, “Biex jiddegradaw b'mod effettiv, neħtieġu temperaturi u umdità elevati fuq perjodi twal ta' żmien, kif jinstab in vivo jew f'munzelli ta' kompost industrijali. Pereżempju, ittestjajna tazzi u bwieqi magħmula mill-materjal ArcBiox BSGF tagħna, u setgħu jifilħu sa 200 ċiklu tal-ħasil tal-platti mingħajr ma jitilfu l-funzjonalità. Hemm xi degradazzjoni tal-proprjetajiet mekkaniċi, iżda mhux sal-punt fejn it-tazzi ma jkunux siguri biex jintużaw”.
Madankollu, huwa importanti li meta dawn il-kompożiti jintremew fi tmiem il-ħajja utli tagħhom, jissodisfaw ir-rekwiżiti standard meħtieġa għall-kompostjar, u ABM Composite wettqet serje ta’ testijiet biex tipprova li tissodisfa dawn l-istandards. “Skont l-istandards ISO (għall-kompostjar industrijali), il-bijodegradazzjoni għandha sseħħ fi żmien 6 xhur u d-dekompożizzjoni fi żmien 3 xhur/90 jum”. Rosling tgħid, “Id-dekompożizzjoni tfisser li l-kampjun/prodott tat-test jitqiegħed fil-bijomassa jew fil-kompost. Wara 90 jum, it-tekniku jeżamina l-bijomassa bl-użu ta’ għarbiel. Wara 12-il ġimgħa, mill-inqas 90 fil-mija tal-prodott għandu jkun jista’ jgħaddi minn għarbiel ta’ 2 mm × 2 mm”.
Il-bijodegradazzjoni hija determinata billi l-materjal verġni jiġi tħin fi trab u jitkejjel l-ammont totali ta’ CO2 rilaxxat wara 90 jum. Dan jivvaluta kemm mill-kontenut ta’ karbonju tal-proċess tal-kompostjar jiġi kkonvertit f’ilma, bijomassa u CO2. “Biex jgħaddi t-test tal-kompostjar industrijali, irid jintlaħaq 90 fil-mija tal-100 fil-mija teoretiku ta’ CO2 mill-proċess tal-kompostjar (ibbażat fuq il-kontenut tal-karbonju)”.
Rosling jgħid li ABM Composite issodisfa r-rekwiżiti tad-dekompożizzjoni u l-bijodegradazzjoni, u t-testijiet urew li ż-żieda tal-fibra tal-ħġieġ X4 tagħha fil-fatt ittejjeb il-bijodegradabbiltà (ara t-tabella ta’ hawn fuq), li hija biss 78% għal taħlita ta’ PLA mhux rinforzata, pereżempju. Huwa jispjega, “Madankollu, meta żdiedu l-fibri tal-ħġieġ bijodegradabbli tagħna ta’ 30%, il-bijodegradazzjoni żdiedet għal 94%, filwaqt li r-rati ta’ degradazzjoni baqgħu tajbin”.
B'riżultat ta' dan, ABM Composite wriet li l-materjali tagħha jistgħu jiġu ċċertifikati bħala kompostabbli skont l-EN 13432. It-testijiet li l-materjali tagħha għaddew minnhom sal-lum jinkludu ISO 14855-1 għall-bijodegradabilità aerobika finali tal-materjali taħt kundizzjonijiet ta' kompost ikkontrollati, ISO 16929 għad-dekompożizzjoni aerobika kkontrollata, ISO DIN EN 13432 għar-rekwiżiti kimiċi, u OECD 208 għall-ittestjar tal-fitotossiċità, ISO DIN EN 13432.
CO2 rilaxxat waqt il-kompostjar
Waqt il-kompostjar, is-CO2 jiġi rilaxxat tabilħaqq, iżda ftit jibqa' fil-ħamrija u mbagħad jintuża mill-pjanti. Il-kompostjar ilu jiġi studjat għal għexieren ta' snin, kemm bħala proċess industrijali kif ukoll bħala proċess ta' wara l-kompostjar li jirrilaxxa inqas CO2 minn alternattivi oħra għar-rimi tal-iskart, u l-kompostjar għadu meqjus bħala proċess li ma jagħmilx ħsara lill-ambjent u li jnaqqas l-impronta tal-karbonju.
L-ekotossiċità tinvolvi l-ittestjar tal-bijomassa prodotta matul il-proċess tal-kompostjar u l-pjanti mkabbra b’din il-bijomassa. “Dan biex jiġi żgurat li l-kompostjar ta’ dawn il-prodotti ma jagħmilx ħsara lill-pjanti li qed jikbru.” qalet Rosling. Barra minn hekk, ABM Composite wriet li l-materjali tagħha jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-bijodegradazzjoni taħt kundizzjonijiet ta’ kompostjar fid-dar, li jeħtieġu wkoll bijodegradazzjoni ta’ 90%, iżda fuq perjodu ta’ 12-il xahar, meta mqabbel ma’ perjodu iqsar għall-kompostjar industrijali.
Applikazzjonijiet industrijali, produzzjoni, spejjeż u tkabbir futur
Il-materjali ta' ABM Composite jintużaw f'għadd ta' applikazzjonijiet kummerċjali, iżda ma jistgħux jiġu żvelati aktar minħabba ftehimiet ta' kunfidenzjalità. "Aħna nordnaw il-materjali tagħna biex ikunu adattati għal applikazzjonijiet bħal tazzi, platti żgħar, platti, pożati u kontenituri tal-ħażna tal-ikel," tgħid Rosling, "iżda jintużaw ukoll bħala alternattiva għall-plastik ibbażat fuq il-pitrolju f'kontenituri kożmetiċi u oġġetti kbar tad-dar. Aktar reċentement, il-materjali tagħna ntgħażlu għall-użu fil-manifattura ta' komponenti f'installazzjonijiet kbar ta' makkinarju industrijali li jeħtieġ li jiġu mibdula kull 2-12-il ġimgħa. Dawn il-kumpaniji rrikonoxxew li bl-użu tar-rinfurzar tal-fibra tal-ħġieġ X4 tagħna, dawn il-partijiet mekkaniċi jistgħu jsiru bir-reżistenza għall-użu meħtieġa u huma wkoll kompostabbli wara l-użu. Din hija soluzzjoni attraenti għall-futur qarib hekk kif dawn il-kumpaniji jiffaċċjaw l-isfida li jissodisfaw regolamenti ambjentali u tal-emissjonijiet tas-CO2 ġodda".
Rosling żiedet tgħid, “Hemm ukoll interess dejjem jikber fl-użu tal-fibri kontinwi tagħna f’tipi differenti ta’ drappijiet u drappijiet mhux minsuġin biex nagħmlu komponenti strutturali għall-industrija tal-kostruzzjoni. Qed naraw ukoll interess fl-użu tal-fibri bijodegradabbli tagħna ma’ PA jew PP ibbażati fuq il-bijo iżda mhux bijodegradabbli u materjali termoset inerti”.
Fil-preżent, il-fibreglass X4/5 huwa aktar għali mill-E-glass, iżda l-volumi tal-produzzjoni huma wkoll relattivament żgħar, u ABM Composite qed issegwi numru ta’ opportunitajiet biex tespandi l-applikazzjonijiet u tiffaċilita żieda għal 20,000 tunnellata/sena hekk kif tikber id-domanda, li jista’ jgħin ukoll biex jitnaqqsu l-ispejjeż. Anke hekk, Rosling jgħid li f’ħafna każijiet l-ispejjeż assoċjati mal-ilħuq tas-sostenibbiltà u r-rekwiżiti regolatorji ġodda ma ġewx ikkunsidrati bis-sħiħ. Sadanittant, l-urġenza li tiġi salvata l-pjaneta qed tikber. “Is-soċjetà diġà qed tinsisti għal aktar prodotti bbażati fuq il-bijo.” Huwa jispjega, “Hemm ħafna inċentivi biex it-teknoloġiji tar-riċiklaġġ jimbuttaw 'il quddiem, id-dinja teħtieġ li timxi aktar malajr fuq dan u naħseb li s-soċjetà se żżid biss l-ispinta tagħha għal prodotti bbażati fuq il-bijo fil-futur”.
LCA u l-Vantaġġ tas-Sostenibbiltà
Rosling tgħid li l-materjali ta’ ABM Composite jnaqqsu l-emissjonijiet ta’ gassijiet serra u l-użu ta’ enerġija mhux rinnovabbli b’50-60 fil-mija għal kull kilogramma. “Aħna nużaw id-Database tal-Impronta Ambjentali 2.0, id-dataset akkreditat ta’ GaBi, u kalkoli tal-LCA (Analiżi taċ-Ċiklu tal-Ħajja) għall-prodotti tagħna bbażati fuq il-metodoloġija deskritta fl-ISO 14040 u l-ISO 14044”.
“Bħalissa, meta l-kompożiti jilħqu t-tmiem taċ-ċiklu tal-ħajja tagħhom, hija meħtieġa ħafna enerġija biex tinċinera jew tiġi pirolizzata l-iskart kompost u l-prodotti EOL, u t-tqattigħ u l-kompostjar huma għażla attraenti, u definittivament hija waħda mill-proposti ewlenin ta’ valur li noffru, u qed nipprovdu tip ġdid ta’ riċiklabbiltà.” Rosling tgħid, “Il-fibreglass tagħna huwa magħmul minn komponenti minerali naturali li diġà huma preżenti fil-ħamrija. Allura għaliex ma nikkompostjawx komponenti komposti EOL, jew indewbux fibri minn kompożiti mhux degradabbli wara l-inċinerazzjoni u nużawhom bħala fertilizzant? Din hija għażla ta’ riċiklaġġ ta’ interess globali reali”.
Shanghai Orisen Teknoloġija ta' Materjali Ġodda Co., Ltd.
T: +86 18683776368 (ukoll WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Indirizz: NO.398 Triq il-Ħadra l-Ġdida Xinbang Town Distrett ta' Songjiang, Shanghai
Ħin tal-posta: 27 ta' Mejju 2024