तौल घटाउने, बल र कठोरता, जंग प्रतिरोध र स्थायित्व जस्ता दशकौंदेखि प्रमाणित फाइदाहरूका साथै, यदि ग्लास फाइबर रिइन्फोर्स्ड पोलिमर (GFRP) कम्पोजिटहरूलाई तिनीहरूको उपयोगी जीवनको अन्त्यमा कम्पोस्ट गर्न सकिन्छ भने के हुन्छ? संक्षेपमा, त्यो नै ABM कम्पोजिटको प्रविधिको आकर्षण हो।
बायोएक्टिभ गिलास, उच्च शक्ति फाइबर
२०१४ मा स्थापित, आर्कटिक बायोमटेरियल्स ओय (ट्याम्पेरे, फिनल्याण्ड) ले तथाकथित बायोएक्टिभ गिलासबाट बनेको बायोडिग्रेडेबल गिलास फाइबर विकास गरेको छ, जसलाई एबीएम कम्पोजिटका अनुसन्धान तथा विकास निर्देशक एरी रोस्लिङले "१९६० को दशकमा विकसित गरिएको एक विशेष सूत्रीकरणको रूपमा वर्णन गर्छन् जसले गिलासलाई शारीरिक परिस्थितिहरूमा घटाउन अनुमति दिन्छ। शरीरमा प्रवेश गर्दा, गिलास यसको घटक खनिज लवणहरूमा टुक्रिन्छ, सोडियम, म्याग्नेसियम, फस्फेट, आदि निस्कासन गर्छ, यसरी हड्डीको वृद्धिलाई उत्तेजित गर्ने अवस्था सिर्जना गर्छ।"
"यसमा समान गुणहरू छन्क्षाररहित ग्लास फाइबर (ई-ग्लास)"रोजलिङले भने, "तर यो बायोएक्टिभ गिलासलाई फाइबरमा तान्न र तान्न गाह्रो छ, र अहिलेसम्म यसलाई पाउडर वा पुट्टीको रूपमा मात्र प्रयोग गरिएको छ। हामीलाई थाहा भएसम्म, ABM कम्पोजिट औद्योगिक स्तरमा यसबाट उच्च-शक्तिको गिलास फाइबर बनाउने पहिलो कम्पनी थियो, र हामी अब यी ArcBiox X4/5 गिलास फाइबरहरू विभिन्न प्रकारका प्लास्टिकहरूलाई सुदृढ पार्न प्रयोग गर्दैछौं, जसमा बायोडिग्रेडेबल पोलिमरहरू पनि समावेश छन्।"
मेडिकल इम्प्लान्टहरू
फिनल्याण्डको हेलसिंकीबाट दुई घण्टा उत्तरमा रहेको ट्याम्पेरे क्षेत्र १९८० को दशकदेखि चिकित्सा अनुप्रयोगहरूको लागि जैव-आधारित बायोडिग्रेडेबल पोलिमरहरूको केन्द्र रहेको छ। रोस्लिङ वर्णन गर्छन्, "यी सामग्रीहरूबाट बनेको पहिलो व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध इम्प्लान्टहरू मध्ये एक ट्याम्पेरेमा उत्पादन गरिएको थियो, र यसरी नै ABM कम्पोजिटको सुरुवात भयो! जुन अब हाम्रो चिकित्सा व्यवसाय एकाइ हो"।
"इम्प्लान्टका लागि धेरै बायोडिग्रेडेबल, बायोअब्सोर्बेसिबल पोलिमरहरू छन्।" उनी अगाडि भन्छन्, "तर तिनीहरूको मेकानिकल गुणहरू प्राकृतिक हड्डीभन्दा धेरै टाढा छन्। हामीले इम्प्लान्टलाई प्राकृतिक हड्डी जस्तै बल दिनको लागि यी बायोडिग्रेडेबल पोलिमरहरूलाई बढाउन सक्षम भयौं"। रोस्लिङले उल्लेख गरे कि ABM थप्दा मेडिकल ग्रेड आर्कबायोक्स ग्लास फाइबरले बायोडिग्रेडेबल PLLA पोलिमरहरूको मेकानिकल गुणहरूलाई २००% देखि ५००% सम्म सुधार गर्न सक्छ।
फलस्वरूप, ABM कम्पोजिटको इम्प्लान्टले अनरिन्फोर्स्ड पोलिमरहरूबाट बनाइएका इम्प्लान्टहरू भन्दा उच्च प्रदर्शन प्रदान गर्दछ, जबकि जैव अवशोषणयोग्य पनि हुन्छ र हड्डीको गठन र वृद्धिलाई बढावा दिन्छ। ABM कम्पोजिटले इम्प्लान्टको सम्पूर्ण लम्बाइमा फाइबरहरू राख्ने, साथै सम्भावित कमजोर ठाउँहरूमा थप फाइबरहरू राख्ने सहित इष्टतम फाइबर अभिमुखीकरण सुनिश्चित गर्न स्वचालित फाइबर/स्ट्र्यान्ड प्लेसमेन्ट प्रविधिहरू पनि प्रयोग गर्दछ।
घरेलु र प्राविधिक अनुप्रयोगहरू
आफ्नो बढ्दो चिकित्सा व्यवसाय एकाइको साथ, ABM कम्पोजिटले स्वीकार गर्दछ कि बायो-आधारित र बायोडिग्रेडेबल पोलिमरहरू भान्साकोठा, कटलरी र अन्य घरायसी वस्तुहरूको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। "यी बायोडिग्रेडेबल पोलिमरहरूमा सामान्यतया पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिकको तुलनामा कमजोर मेकानिकल गुणहरू हुन्छन्।" रोस्लिङले भने, "तर हामी यी सामग्रीहरूलाई हाम्रो बायोडिग्रेडेबल गिलास फाइबरहरूसँग सुदृढ पार्न सक्छौं, जसले गर्दा तिनीहरूलाई विस्तृत दायराको प्राविधिक अनुप्रयोगहरूको लागि जीवाश्म-आधारित व्यावसायिक प्लास्टिकको लागि लगभग राम्रो विकल्प बनाउन सकिन्छ"।
फलस्वरूप, ABM कम्पोजिटले आफ्नो प्राविधिक व्यापार एकाइ बढाएको छ, जसले अहिले ६० जनालाई रोजगारी दिन्छ। “हामी थप दिगो जीवनको अन्त्य (EOL) समाधानहरू प्रदान गर्दछौं।” रोसलिङ भन्छन्, “हाम्रो मूल्य प्रस्ताव भनेको यी बायोडिग्रेडेबल कम्पोजिटहरूलाई औद्योगिक कम्पोस्टिङ कार्यहरूमा राख्नु हो जहाँ तिनीहरू माटोमा परिणत हुन्छन्।” परम्परागत ई-ग्लास निष्क्रिय छ र यी कम्पोस्टिङ सुविधाहरूमा घट्ने छैन।
आर्कबायोक्स फाइबर कम्पोजिटहरू
ABM कम्पोजिटले कम्पोजिट अनुप्रयोगहरूको लागि ArcBiox X4/5 ग्लास फाइबरका विभिन्न रूपहरू विकास गरेको छ, बाटछोटो-कट फाइबरहरूर इंजेक्शन मोल्डिंग यौगिकहरूनिरन्तर फाइबरहरूकपडा र पल्ट्रुजन मोल्डिङ जस्ता प्रक्रियाहरूको लागि। ArcBiox BSGF दायराले बायोडिग्रेडेबल ग्लास फाइबरहरूलाई जैव-आधारित पलिएस्टर रेजिनसँग जोड्दछ र सामान्य प्रविधि ग्रेडहरू र खाद्य सम्पर्क अनुप्रयोगहरूमा प्रयोगको लागि अनुमोदित ArcBiox 5 ग्रेडहरूमा उपलब्ध छ।
ABM कम्पोजिटले पोलिल्याक्टिक एसिड (PLA), PLLA र पोलिब्यूटिलीन सक्सीनेट (PBS) सहित विभिन्न बायोडिग्रेडेबल र जैव-आधारित पोलिमरहरूको पनि अनुसन्धान गरेको छ। तलको रेखाचित्रले देखाउँछ कि X4/5 गिलास फाइबरले पोलिप्रोपाइलिन (PP) र पोलिमाइड 6 (PA6) जस्ता मानक गिलास फाइबर प्रबलित पोलिमरहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्न कसरी प्रदर्शन सुधार गर्न सक्छ।
ABM कम्पोजिटले पोलिल्याक्टिक एसिड (PLA), PLLA र पोलिब्यूटिलीन सक्सीनेट (PBS) सहित विभिन्न बायोडिग्रेडेबल र जैव-आधारित पोलिमरहरूको पनि अनुसन्धान गरेको छ। तलको रेखाचित्रले देखाउँछ कि X4/5 गिलास फाइबरले पोलिप्रोपाइलिन (PP) र पोलिमाइड 6 (PA6) जस्ता मानक गिलास फाइबर प्रबलित पोलिमरहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्न कसरी प्रदर्शन सुधार गर्न सक्छ।
टिकाउपन र कम्पोस्टेबिलिटी
यदि यी कम्पोजिटहरू बायोडिग्रेडेबल छन् भने, तिनीहरू कति समयसम्म टिक्नेछन्? “हाम्रा X4/5 गिलास फाइबरहरू पाँच मिनेटमा वा चिनी जस्तै रातभर पग्लिँदैनन्, र तिनीहरूको गुणहरू समयसँगै घट्दै जाने भए पनि, यो त्यति उल्लेखनीय हुनेछैन।” रोस्लिङ भन्छन्, “प्रभावकारी रूपमा घट्नको लागि, हामीलाई लामो समयसम्म उच्च तापक्रम र आर्द्रता चाहिन्छ, जस्तै भिभोमा वा औद्योगिक कम्पोस्ट थुप्रोमा पाइन्छ। उदाहरणका लागि, हामीले हाम्रो ArcBiox BSGF सामग्रीबाट बनेका कप र कचौराहरू परीक्षण गर्यौं, र तिनीहरूले कार्यक्षमता गुमाए बिना २०० भाँडा धुने चक्रहरूसम्म सामना गर्न सक्छन्। मेकानिकल गुणहरूको केही ह्रास छ, तर कपहरू प्रयोग गर्न असुरक्षित हुने बिन्दुमा होइन”।
यद्यपि, यो महत्त्वपूर्ण छ कि जब यी कम्पोजिटहरू तिनीहरूको उपयोगी जीवनको अन्त्यमा नष्ट गरिन्छ, तिनीहरूले कम्पोस्टिङको लागि आवश्यक मानक आवश्यकताहरू पूरा गर्छन्, र ABM कम्पोजिटले यी मापदण्डहरू पूरा गर्दछ भनेर प्रमाणित गर्न परीक्षणहरूको एक श्रृंखला सञ्चालन गरेको छ। "ISO मापदण्डहरू (औद्योगिक कम्पोस्टिङको लागि), बायोडिग्रेडेसन ६ महिना भित्र र विघटन ३ महिना/९० दिन भित्र हुनुपर्छ"। रोस्लिङ भन्छन्, "विघटन भनेको परीक्षण नमूना/उत्पादनलाई बायोमास वा कम्पोस्टमा राख्नु हो। ९० दिन पछि, प्राविधिकले चलनी प्रयोग गरेर बायोमासको जाँच गर्छन्। १२ हप्ता पछि, उत्पादनको कम्तिमा ९० प्रतिशत २ मिमी × २ मिमी चलनीबाट पार गर्न सक्षम हुनुपर्छ"।
जैविक विघटनलाई कुमारी पदार्थलाई पाउडरमा पिसेर र ९० दिन पछि निस्कने CO2 को कुल मात्रा मापन गरेर निर्धारण गरिन्छ। यसले कम्पोस्टिङ प्रक्रियाको कति कार्बन सामग्री पानी, बायोमास र CO2 मा परिणत हुन्छ भनेर मूल्याङ्कन गर्दछ। "औद्योगिक कम्पोस्टिङ परीक्षण पास गर्न, कम्पोस्टिङ प्रक्रियाबाट सैद्धान्तिक १०० प्रतिशत CO2 को ९० प्रतिशत (कार्बन सामग्रीको आधारमा) प्राप्त गर्नुपर्छ"।
रोस्लिङ भन्छन् कि ABM कम्पोजिटले विघटन र जैविक विघटन आवश्यकताहरू पूरा गरेको छ, र परीक्षणहरूले देखाएको छ कि यसको X4 गिलास फाइबर थप्दा वास्तवमा जैविक विघटनशीलतामा सुधार हुन्छ (माथिको तालिका हेर्नुहोस्), जुन उदाहरणका लागि, एक अप्रबलित PLA मिश्रणको लागि मात्र ७८% हो। उनी बताउँछन्, "यद्यपि, जब हाम्रो ३०% बायोडिग्रेडेबल गिलास फाइबर थपियो, जैविक विघटन ९४% मा बढ्यो, जबकि क्षय दर राम्रो रह्यो"।
फलस्वरूप, ABM कम्पोजिटले यसको सामग्रीहरूलाई EN 13432 अनुसार कम्पोस्टेबलको रूपमा प्रमाणित गर्न सकिन्छ भनेर प्रदर्शन गरेको छ। यसका सामग्रीहरूले अहिलेसम्म पारित गरेका परीक्षणहरूमा नियन्त्रित कम्पोस्टिङ अवस्थाहरूमा सामग्रीहरूको अन्तिम एरोबिक बायोडिग्रेडेबिलिटीको लागि ISO 14855-1, एरोबिक नियन्त्रित विघटनको लागि ISO 16929, रासायनिक आवश्यकताहरूको लागि ISO DIN EN 13432, र फाइटोटोक्सिसिटी परीक्षणको लागि OECD 208, ISO DIN EN 13432 समावेश छन्।
कम्पोस्टिङको क्रममा निस्कने CO2
कम्पोस्टिङको क्रममा, CO2 वास्तवमा निस्कन्छ, तर केही माटोमा रहन्छ र त्यसपछि बिरुवाहरूद्वारा प्रयोग गरिन्छ। कम्पोस्टिङको अध्ययन दशकौंदेखि गरिएको छ, औद्योगिक प्रक्रियाको रूपमा र कम्पोस्टिङ पछिको प्रक्रियाको रूपमा जसले अन्य फोहोर विसर्जन विकल्पहरू भन्दा कम CO2 निस्कासन गर्दछ, र कम्पोस्टिङलाई अझै पनि वातावरणमैत्री र कार्बन फुटप्रिन्ट कम गर्ने प्रक्रिया मानिन्छ।
इकोटोक्सिसिटीमा कम्पोस्टिङ प्रक्रियाको क्रममा उत्पादित बायोमास र यस बायोमासबाट उब्जाइएका बिरुवाहरूको परीक्षण समावेश छ। "यो सुनिश्चित गर्नको लागि हो कि यी उत्पादनहरू कम्पोस्ट गर्दा बढ्दो बिरुवाहरूलाई हानि हुँदैन।" रोस्लिङले भने। थप रूपमा, एबीएम कम्पोजिटले प्रदर्शन गरेको छ कि यसको सामग्रीहरूले घरको कम्पोस्टिङ अवस्थाहरूमा बायोडिग्रेडेसन आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ, जसलाई ९०% बायोडिग्रेडेसन पनि आवश्यक पर्दछ, तर १२ महिनाको अवधिमा, औद्योगिक कम्पोस्टिङको लागि छोटो अवधिको तुलनामा।
औद्योगिक अनुप्रयोगहरू, उत्पादन, लागत र भविष्यको वृद्धि
ABM कम्पोजिटका सामग्रीहरू धेरै व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, तर गोपनीयता सम्झौताका कारण थप खुलासा गर्न सकिँदैन। "हामी कप, ससर, प्लेट, कटलरी र खाद्य भण्डारण कन्टेनर जस्ता अनुप्रयोगहरू अनुरूप हाम्रा सामग्रीहरू अर्डर गर्छौं," रोस्लिङ भन्छन्, "तर तिनीहरू कस्मेटिक कन्टेनरहरू र ठूला घरायसी वस्तुहरूमा पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिकको विकल्पको रूपमा पनि प्रयोग गरिन्छ। हालसालै, हाम्रा सामग्रीहरू ठूला औद्योगिक मेसिनरी स्थापनाहरूमा कम्पोनेन्टहरूको निर्माणमा प्रयोगको लागि छनोट गरिएको छ जुन प्रत्येक २-१२ हप्तामा प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक छ। यी कम्पनीहरूले हाम्रो X4 गिलास फाइबर सुदृढीकरण प्रयोग गरेर, यी मेकानिकल भागहरू आवश्यक पहिरन प्रतिरोधको साथ बनाउन सकिन्छ र प्रयोग पछि कम्पोस्टेबल पनि छन् भनेर पहिचान गरेका छन्। यो निकट भविष्यको लागि एक आकर्षक समाधान हो किनकि यी कम्पनीहरूले नयाँ वातावरणीय र CO2 उत्सर्जन नियमहरू पूरा गर्ने चुनौतीको सामना गर्छन्।"
रोसलिङले थपे, "निर्माण उद्योगको लागि संरचनात्मक कम्पोनेन्टहरू बनाउन विभिन्न प्रकारका कपडा र ननबुनाहरूमा हाम्रा निरन्तर फाइबरहरू प्रयोग गर्ने रुचि पनि बढ्दै गएको छ। हामी जैव-आधारित तर गैर-जैव-विघटनशील PA वा PP र निष्क्रिय थर्मोसेट सामग्रीहरूसँग हाम्रा बायोडिग्रेडेबल फाइबरहरू प्रयोग गर्ने रुचि पनि देखिरहेका छौं।"
हाल, X4/5 फाइबरग्लास ई-ग्लास भन्दा महँगो छ, तर उत्पादन मात्रा पनि अपेक्षाकृत सानो छ, र ABM कम्पोजिटले माग बढ्दै जाँदा अनुप्रयोगहरू विस्तार गर्न र २०,००० टन/वर्षसम्म र्याम्प-अप गर्न धेरै अवसरहरू खोजिरहेको छ, जसले लागत घटाउन पनि मद्दत गर्न सक्छ। तैपनि, रोस्लिङ भन्छन् कि धेरै अवस्थामा दिगोपन र नयाँ नियामक आवश्यकताहरू पूरा गर्न सम्बन्धित लागतहरू पूर्ण रूपमा विचार गरिएको छैन। यसैबीच, ग्रह बचाउने जरुरीता बढ्दै गएको छ। "समाज पहिले नै थप जैविक-आधारित उत्पादनहरूको लागि जोड दिइरहेको छ।" उनी बताउँछन्, "रिसाइक्लिंग प्रविधिहरूलाई अगाडि बढाउन धेरै प्रोत्साहनहरू छन्, संसारले यसमा छिटो अगाडि बढ्न आवश्यक छ र मलाई लाग्छ कि समाजले भविष्यमा जैविक-आधारित उत्पादनहरूको लागि आफ्नो जोड मात्र बढाउनेछ"।
LCA र दिगोपन लाभ
रोसलिङ भन्छन् कि एबीएम कम्पोजिटको सामग्रीले हरितगृह ग्यास उत्सर्जन र गैर-नवीकरणीय ऊर्जाको प्रयोग प्रति किलोग्राम ५०-६० प्रतिशतले घटाउँछ। “हामी ISO १४०४० र ISO १४०४४″ मा उल्लिखित पद्धतिमा आधारित हाम्रा उत्पादनहरूको लागि वातावरणीय फुटप्रिन्ट डाटाबेस २.०, मान्यता प्राप्त GaBi डेटासेट, र LCA (जीवन चक्र विश्लेषण) गणनाहरू प्रयोग गर्छौं।”
“हाल, जब कम्पोजिटहरू आफ्नो जीवनचक्रको अन्त्यमा पुग्छन्, कम्पोजिट फोहोर र EOL उत्पादनहरूलाई जलाउन वा पाइरोलाइज गर्न धेरै ऊर्जा चाहिन्छ, र टुक्रा पार्ने र कम्पोस्ट गर्ने काम एउटा आकर्षक विकल्प हो, र यो निश्चित रूपमा हामीले प्रस्ताव गर्ने प्रमुख मूल्य प्रस्तावहरू मध्ये एक हो, र हामी नयाँ प्रकारको पुनर्चक्रण योग्यता प्रदान गर्दैछौं।” रोस्लिङ भन्छन्, “हाम्रो फाइबरग्लास प्राकृतिक खनिज घटकहरूबाट बनेको हुन्छ जुन माटोमा पहिले नै अवस्थित छ। त्यसोभए किन EOL कम्पोजिट घटकहरू कम्पोस्ट नगर्ने, वा जलाउने पछि गैर-विघटनशील कम्पोजिटहरूबाट फाइबरहरू विघटन नगर्ने र तिनीहरूलाई मलको रूपमा प्रयोग नगर्ने? यो वास्तविक विश्वव्यापी चासोको पुनर्चक्रण विकल्प हो”।
सांघाई ओरिसेन नयाँ सामग्री प्रविधि कं, लिमिटेड
M: +८६ १८६८३७७६३६८ (ह्वाट्सएप पनि)
टि:+८६ ०८३८३९९०४९९
Email: grahamjin@jhcomposites.com
ठेगाना: NO.398 नयाँ ग्रीन रोड सिनबाङ टाउन सोङजियाङ जिल्ला, सांघाई
पोस्ट समय: मे-२७-२०२४