Po sikur kompozitët e polimerit të përforcuar me fibra qelqi (GFRP) të mund të kompostoheshin në fund të jetës së tyre të dobishme, përveç dekadave të përfitimeve të provuara të reduktimit të peshës, forcës dhe ngurtësisë, rezistencës ndaj korrozionit dhe qëndrueshmërisë? Kjo, me pak fjalë, është tërheqja e teknologjisë së ABM Composite.
Qelq bioaktiv, fibra me rezistencë të lartë
E themeluar në vitin 2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finlandë) ka zhvilluar një fibër qelqi të biodegradueshme të bërë nga i ashtuquajturi xham bioaktiv, të cilin Ari Rosling, drejtor i Kërkimit dhe Zhvillimit në ABM Composite, e përshkruan si "një formulë të veçantë të zhvilluar në vitet 1960 që lejon që qelqi të degradohet në kushte fiziologjike. Kur futet në trup, qelqi zbërthehet në kripërat e tij minerale përbërëse, duke çliruar natrium, magnez, fosfate etj., duke krijuar kështu një gjendje që stimulon rritjen e kockave".
“Ka veti të ngjashme mefibra qelqi pa alkali (E-glass)Rosling tha, "Por ky xham bioaktiv është i vështirë për t'u prodhuar dhe për t'u futur në fibra, dhe deri më tani është përdorur vetëm si pluhur ose stuko. Për aq sa dimë ne, ABM Composite ishte kompania e parë që prodhoi fibra qelqi me rezistencë të lartë prej tij në shkallë industriale, dhe tani po i përdorim këto fibra qelqi ArcBiox X4/5 për të përforcuar lloje të ndryshme të plastikës, duke përfshirë polimeret biodegraduese".
Implante mjekësore
Rajoni i Tamperes, dy orë në veri të Helsinkit, Finlandë, ka qenë një qendër për polimere biodegraduese me bazë biologjike për aplikime mjekësore që nga vitet 1980. Rosling përshkruan: “Një nga implantet e para të disponueshme komercialisht të bëra me këto materiale u prodhua në Tampere, dhe kështu filloi ABM Composite! e cila tani është njësia jonë e biznesit mjekësor”.
“Ekzistojnë shumë polimere të biodegradueshme dhe bioabsorbuese për implantet.” Ai vazhdon, “por vetitë e tyre mekanike janë larg kockës natyrale. Ne ishim në gjendje t’i përmirësonim këto polimere të biodegradueshme në mënyrë që t’i jepnim implantit të njëjtën forcë si kocka natyrale”. Rosling vuri në dukje se fibrat e qelqit ArcBiox të gradës mjekësore me shtimin e ABM mund të përmirësojnë vetitë mekanike të polimereve PLLA të biodegradueshme me 200% deri në 500%.
Si rezultat, implantet e ABM Composite ofrojnë performancë më të lartë sesa implantet e bëra me polimere të paarmatosura, ndërkohë që janë gjithashtu bioabsorbues dhe nxisin formimin dhe rritjen e kockave. ABM Composite gjithashtu përdor teknika të automatizuara të vendosjes së fibrave/fijeve për të siguruar orientim optimal të fibrave, duke përfshirë vendosjen e fibrave përgjatë gjithë gjatësisë së implantit, si dhe vendosjen e fibrave shtesë në pika potencialisht të dobëta.
Zbatime shtëpiake dhe teknike
Me njësinë e saj të biznesit mjekësor në rritje, ABM Composite njeh që polimerët me bazë biologjike dhe biodegraduese mund të përdoren gjithashtu për enë kuzhine, takëme dhe sende të tjera shtëpiake. "Këto polimere biodegraduese zakonisht kanë veti të dobëta mekanike krahasuar me plastikat me bazë nafte." Rosling tha, "Por ne mund t'i përforcojmë këto materiale me fibrat tona të qelqit biodegraduese, duke i bërë ato praktikisht një alternativë të mirë ndaj plastikave komerciale me bazë fosile për një gamë të gjerë aplikimesh teknike".
Si rezultat, ABM Composite ka rritur njësinë e saj teknike të biznesit, e cila tani punëson 60 persona. “Ne ofrojmë zgjidhje më të qëndrueshme në fund të jetës (EOL).” Rosling thotë, “Propozimi ynë i vlerës është t’i vendosim këto kompozite të biodegradueshme në operacione industriale kompostimi ku ato shndërrohen në tokë.” Qelqi tradicional E është inert dhe nuk do të degradohet në këto impiante kompostimi.
Kompozite me Fibra ArcBiox
ABM Composite ka zhvilluar forma të ndryshme të fibrave të qelqit ArcBiox X4/5 për aplikime kompozite, ngafibra të shkurtradhe përbërësit e derdhjes me injeksion për tëfibra të vazhdueshmepër procese të tilla si formëzimi i tekstilit dhe i pultrusionit. Gama ArcBiox BSGF kombinon fibra qelqi të biodegradueshme me rrëshira poliesteri me bazë biologjike dhe është e disponueshme në klasat e teknologjisë së përgjithshme dhe klasat ArcBiox 5 të miratuara për përdorim në aplikimet në kontakt me ushqimin.
ABM Composite ka hetuar gjithashtu një sërë polimerësh të biodegradueshëm dhe me bazë biologjike, duke përfshirë Acidin Polilaktik (PLA), PLLA dhe Suksinatin e Polibutilenit (PBS). Diagrama më poshtë tregon se si fibrat e qelqit X4/5 mund të përmirësojnë performancën për të konkurruar me polimerët standardë të përforcuar me fibra qelqi, siç është polipropileni (PP) dhe madje edhe poliamidi 6 (PA6).
ABM Composite ka hetuar gjithashtu një sërë polimerësh të biodegradueshëm dhe me bazë biologjike, duke përfshirë Acidin Polilaktik (PLA), PLLA dhe Suksinatin e Polibutilenit (PBS). Diagrama më poshtë tregon se si fibrat e qelqit X4/5 mund të përmirësojnë performancën për të konkurruar me polimerët standardë të përforcuar me fibra qelqi, siç është polipropileni (PP) dhe madje edhe poliamidi 6 (PA6).
Qëndrueshmëria dhe kompostueshmëria
Nëse këto kompozite janë të biodegradueshme, sa gjatë do të zgjasin? “Fibrat tona të qelqit X4/5 nuk treten brenda pesë minutash ose brenda natës siç bën sheqeri, dhe ndërsa vetitë e tyre do të degradojnë me kalimin e kohës, kjo nuk do të jetë aq e dukshme.” Rosling thotë, “Për t’u degraduar në mënyrë efektive, na duhen temperatura dhe lagështi të larta gjatë periudhave të gjata kohore, siç gjenden in vivo ose në grumbujt e plehrave industriale. Për shembull, ne testuam gota dhe tasa të bëra nga materiali ynë ArcBiox BSGF, dhe ato mund t’i rezistojnë deri në 200 cikleve të larjes së enëve pa humbur funksionalitetin. Ka njëfarë degradimi të vetive mekanike, por jo deri në atë pikë sa gotat të mos jenë të sigurta për t’u përdorur”.
Megjithatë, është e rëndësishme që kur këto kompozite hidhen në fund të jetës së tyre të dobishme, ato të përmbushin kërkesat standarde të nevojshme për kompostimin, dhe ABM Composite ka kryer një sërë testesh për të vërtetuar se i përmbush këto standarde. "Sipas standardeve ISO (për kompostimin industrial), biodegradimi duhet të ndodhë brenda 6 muajve dhe dekompozimi brenda 3 muajve/90 ditëve". Rosling thotë, "Zbërthimi do të thotë vendosja e mostrës/produktit të testimit në biomasë ose pleh organik. Pas 90 ditësh, tekniku shqyrton biomasën duke përdorur një sitë. Pas 12 javësh, të paktën 90 përqind e produktit duhet të jetë në gjendje të kalojë nëpër një sitë 2 mm × 2 mm".
Biodegradimi përcaktohet duke bluar materialin e virgjër në pluhur dhe duke matur sasinë totale të CO2 të çliruar pas 90 ditësh. Kjo vlerëson se sa nga përmbajtja e karbonit të procesit të kompostimit shndërrohet në ujë, biomasë dhe CO2. "Për të kaluar testin e kompostimit industrial, duhet të arrihet 90 përqind e 100 përqindëshit teorik të CO2 nga procesi i kompostimit (bazuar në përmbajtjen e karbonit)".
Rosling thotë se ABM Composite ka përmbushur kërkesat e dekompozimit dhe biodegradimit, dhe testet kanë treguar se shtimi i fibrave të qelqit X4 në fakt përmirëson biodegradueshmërinë (shih tabelën më sipër), e cila është vetëm 78% për një përzierje PLA të paarmatosur, për shembull. Ai shpjegon, "Megjithatë, kur u shtuan 30% fibra qelqi të biodegradueshme, biodegradimi u rrit në 94%, ndërsa shkallët e degradimit mbetën të mira".
Si rezultat, ABM Composite ka demonstruar se materialet e saj mund të certifikohen si të kompostueshme sipas EN 13432. Testet që materialet e saj kanë kaluar deri më sot përfshijnë ISO 14855-1 për biodegradueshmërinë përfundimtare aerobe të materialeve në kushte të kontrolluara të kompostimit, ISO 16929 për dekompozimin e kontrolluar aerob, ISO DIN EN 13432 për kërkesat kimike dhe OECD 208 për testimin e fitotoksicitetit, ISO DIN EN 13432.
CO2 i çliruar gjatë kompostimit
Gjatë kompostimit, CO2 çlirohet vërtet, por një pjesë mbetet në tokë dhe më pas përdoret nga bimët. Kompostimi është studiuar për dekada, si një proces industrial ashtu edhe si një proces pas kompostimit që çliron më pak CO2 sesa alternativat e tjera të asgjësimit të mbeturinave, dhe kompostimi ende konsiderohet një proces miqësor ndaj mjedisit dhe që zvogëlon gjurmën e karbonit.
Ekotoksiciteti përfshin testimin e biomasës së prodhuar gjatë procesit të kompostimit dhe bimëve të rritura me këtë biomasë. "Kjo bëhet për t'u siguruar që kompostimi i këtyre produkteve nuk dëmton bimët në rritje", tha Rosling. Përveç kësaj, ABM Composite ka demonstruar se materialet e saj përmbushin kërkesat e biodegradimit në kushtet e kompostimit në shtëpi, të cilat gjithashtu kërkojnë 90% biodegradim, por gjatë një periudhe 12-mujore, krahasuar me një periudhë më të shkurtër për kompostimin industrial.
Zbatimet industriale, prodhimi, kostot dhe rritja e ardhshme
Materialet e ABM Composite përdoren në një numër aplikimesh komerciale, por nuk mund të zbulohen më shumë për shkak të marrëveshjeve të konfidencialitetit. "Ne i porosisim materialet tona që t'i përshtaten aplikimeve të tilla si gota, disketa, pjata, takëme dhe enë për ruajtjen e ushqimit", thotë Rosling, "por ato përdoren gjithashtu si një alternativë ndaj plastikës me bazë nafte në enët kozmetike dhe artikujt e mëdhenj shtëpiakë. Kohët e fundit, materialet tona janë përzgjedhur për përdorim në prodhimin e komponentëve në instalimet e mëdha të makinerive industriale që duhet të zëvendësohen çdo 2-12 javë. Këto kompani kanë pranuar se duke përdorur përforcimin tonë me fibra qelqi X4, këto pjesë mekanike mund të bëhen me rezistencën e kërkuar ndaj konsumimit dhe janë gjithashtu të kompostueshme pas përdorimit. Kjo është një zgjidhje tërheqëse për të ardhmen e afërt, pasi këto kompani përballen me sfidën e përmbushjes së rregulloreve të reja mjedisore dhe të emetimeve të CO2".
Rosling shtoi: “Gjithashtu, po rritet interesi për përdorimin e fibrave tona të vazhdueshme në lloje të ndryshme të pëlhurave dhe materialeve jo të endura për të bërë komponentë strukturorë për industrinë e ndërtimit. Gjithashtu, po shohim interes për përdorimin e fibrave tona biodegraduese me materiale PA ose PP me bazë biologjike, por jo biodegraduese, dhe materiale inerte termoset”.
Aktualisht, fibra xhami X4/5 është më e shtrenjtë se xhami E, por vëllimet e prodhimit janë gjithashtu relativisht të vogla, dhe ABM Composite po ndjek një numër mundësish për të zgjeruar aplikimet dhe për të lehtësuar një rritje në 20,000 ton/vit ndërsa kërkesa rritet, gjë që gjithashtu mund të ndihmojë në uljen e kostove. Megjithatë, Rosling thotë se në shumë raste kostot që lidhen me përmbushjen e qëndrueshmërisë dhe kërkesave të reja rregullatore nuk janë marrë plotësisht në konsideratë. Ndërkohë, urgjenca e shpëtimit të planetit po rritet. "Shoqëria tashmë po shtyn për më shumë produkte me bazë bio." Ai shpjegon, "Ka shumë stimuj për të çuar përpara teknologjitë e riciklimit, bota duhet të ecë më shpejt në këtë drejtim dhe mendoj se shoqëria vetëm sa do të rrisë shtytjen e saj për produktet me bazë bio në të ardhmen".
LCA dhe Avantazhi i Qëndrueshmërisë
Rosling thotë se materialet e ABM Composite zvogëlojnë emetimet e gazrave serrë dhe përdorimin e energjisë jo të rinovueshme me 50-60 për qind për kilogram. “Ne përdorim Bazën e të Dhënave të Gjurmëve Mjedisore 2.0, të dhënat e akredituara GaBi dhe llogaritjet LCA (Analiza e Ciklit të Jetës) për produktet tona bazuar në metodologjinë e përshkruar në ISO 14040 dhe ISO 14044”.
“Aktualisht, kur kompozitet arrijnë në fund të ciklit të tyre jetësor, kërkohet shumë energji për të djegur ose pirolizuar mbetjet kompozite dhe produktet EOL, dhe copëtimi dhe kompostimi janë një mundësi tërheqëse, dhe është padyshim një nga propozimet kryesore të vlerës që ofrojmë, dhe ne po ofrojmë një lloj të ri riciklueshmërie.” Rosling thotë, “Tekstilet tona prej xhami janë bërë nga përbërës mineralë natyralë që janë tashmë të pranishëm në tokë. Pra, pse të mos kompostojmë përbërësit kompozitë EOL, ose të tretim fibrat nga kompozitet jo të degradueshme pas djegies dhe t'i përdorim ato si pleh? Ky është një mundësi riciklimi me interes të vërtetë global”.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (gjithashtu WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: Nr. 398 Rruga e Re e Gjelbër, Qyteti Xinbang, Distrikti Songjiang, Shangai
Koha e postimit: 27 maj 2024