Vipi kama mchanganyiko wa polima iliyoimarishwa kwa nyuzi za kioo (GFRP) ungeweza kutengenezwa mboji mwishoni mwa maisha yao muhimu, pamoja na miongo kadhaa ya faida zilizothibitishwa za kupunguza uzito, nguvu na ugumu, upinzani wa kutu na uimara? Kwa kifupi, hiyo ndiyo mvuto wa teknolojia ya ABM Composite.
Kioo kinachofanya kazi kibiolojia, nyuzi zenye nguvu nyingi
Iliyoanzishwa mwaka wa 2014, Arctic Biomaterials Oy (Tampere, Finland) imeunda nyuzi za kioo zinazooza zinazotengenezwa kutokana na kile kinachoitwa kioo kinachofanya kazi, ambacho Ari Rosling, mkurugenzi wa utafiti na maendeleo katika ABM Composite, anakielezea kama "muundo maalum uliotengenezwa miaka ya 1960 ambao huruhusu kioo kuharibika chini ya hali ya kisaikolojia. Kinapoingizwa mwilini, kioo huvunjika na kuwa chumvi zake za madini, na kutoa sodiamu, magnesiamu, fosfeti, n.k., na hivyo kuunda hali inayochochea ukuaji wa mifupa."
"Ina sifa zinazofanana nanyuzi za kioo zisizo na alkali (kioo cha E).” Rosling alisema, “Lakini kioo hiki kinachofanya kazi kibiolojia ni vigumu kutengeneza na kuvuta nyuzi, na hadi sasa kimetumika tu kama unga au putty. Kwa kadiri tunavyojua, ABM Composite ilikuwa kampuni ya kwanza kutengeneza nyuzi za kioo zenye nguvu nyingi kutoka kwayo kwa kiwango cha viwanda, na sasa tunatumia nyuzi hizi za kioo za ArcBiox X4/5 kuimarisha aina mbalimbali za plastiki, ikiwa ni pamoja na polima zinazooza”.
Vipandikizi vya kimatibabu
Eneo la Tampere, umbali wa saa mbili kaskazini mwa Helsinki, Finland, limekuwa kitovu cha polima zinazooza kibiolojia kwa matumizi ya kimatibabu tangu miaka ya 1980. Rosling anaelezea, "Mojawapo ya vipandikizi vya kwanza vilivyopatikana kibiashara vilivyotengenezwa kwa nyenzo hizi ilitengenezwa Tampere, na hivyo ndivyo ABM Composite ilivyoanza! ambayo sasa ni kitengo chetu cha biashara ya kimatibabu".
"Kuna polima nyingi zinazoweza kuoza na kufyonzwa kibiolojia kwa vipandikizi." Anaendelea, "lakini sifa zao za kiufundi si za mfupa wa asili. Tuliweza kuboresha polima hizi zinazoweza kuoza kibiolojia ili kumpa kipandikizi nguvu sawa na mfupa wa asili". Rosling alibainisha kuwa nyuzi za kioo za ArcBiox za kiwango cha matibabu kwa kuongezwa kwa ABM zinaweza kuboresha sifa za kiufundi za polima za PLLA zinazoweza kuoza kibiolojia kwa 200% hadi 500%.
Kwa hivyo, vipandikizi vya ABM Composite hutoa utendaji wa juu zaidi kuliko vipandikizi vilivyotengenezwa kwa polima zisizoimarishwa, huku pia vikiweza kufyonzwa na kuchochea uundaji na ukuaji wa mfupa. ABM Composite pia hutumia mbinu za uwekaji wa nyuzi/kamba otomatiki ili kuhakikisha mwelekeo bora wa nyuzi, ikiwa ni pamoja na kuweka nyuzi kwenye urefu wote wa kipandikizi, pamoja na kuweka nyuzi za ziada kwenye sehemu zinazoweza kuwa dhaifu.
Matumizi ya kaya na kiufundi
Kwa kitengo chake cha biashara ya matibabu kinachokua, ABM Composite inatambua kwamba polima zinazotokana na kibiolojia na zinazoweza kuoza pia zinaweza kutumika kwa vyombo vya jikoni, vifaa vya jikoni na vitu vingine vya nyumbani. "Polima hizi zinazoweza kuoza kwa kawaida huwa na sifa duni za kiufundi ikilinganishwa na plastiki zinazotokana na mafuta." Rosling alisema, "Lakini tunaweza kuimarisha nyenzo hizi kwa nyuzi zetu za kioo zinazoweza kuoza, na kuzifanya kuwa mbadala mzuri wa plastiki za kibiashara zinazotokana na visukuku kwa matumizi mbalimbali ya kiufundi".
Kwa hivyo, ABM Composite imeongeza kitengo chake cha biashara cha kiufundi, ambacho sasa kinaajiri watu 60. "Tunatoa suluhisho endelevu zaidi za mwisho wa maisha (EOL)." Rosling anasema, "Pendekezo letu la thamani ni kuweka mchanganyiko huu unaooza katika shughuli za utengenezaji wa mboji za viwandani ambapo hubadilika kuwa udongo." Kioo cha jadi cha E hakina uozo na hakitaharibika katika vituo hivi vya utengenezaji wa mboji.
Misombo ya Nyuzinyuzi ya ArcBiox
ABM Composite imeunda aina mbalimbali za nyuzi za kioo za ArcBiox X4/5 kwa matumizi ya mchanganyiko, kuanzianyuzi zilizokatwa kwa muda mfupina misombo ya ukingo wa sindano kwanyuzi zinazoendeleakwa michakato kama vile ukingo wa nguo na pultrusion. Aina ya ArcBiox BSGF inachanganya nyuzi za glasi zinazooza na resini za polyester zenye msingi wa kibiolojia na inapatikana katika daraja za teknolojia ya jumla na daraja za ArcBiox 5 zimeidhinishwa kutumika katika matumizi ya mguso wa chakula.
ABM Composite pia imechunguza aina mbalimbali za polima zinazoweza kuoza na zinazotegemea kibiolojia ikiwa ni pamoja na Asidi ya Polylactic (PLA), PLLA na Polybutylene Succinate (PBS). Mchoro ulio hapa chini unaonyesha jinsi nyuzi za glasi za X4/5 zinavyoweza kuboresha utendaji ili kushindana na polima za kawaida zilizoimarishwa na nyuzi za glasi kama vile polypropen (PP) na hata poliamide 6 (PA6).
ABM Composite pia imechunguza aina mbalimbali za polima zinazoweza kuoza na zinazotegemea kibiolojia, ikiwa ni pamoja na Asidi ya Polylactic (PLA), PLLA na Polybutylene Succinate (PBS). Mchoro ulio hapa chini unaonyesha jinsi nyuzi za glasi za X4/5 zinavyoweza kuboresha utendaji ili kushindana na polima za kawaida zilizoimarishwa na nyuzi za glasi kama vile polypropen (PP) na hata poliamide 6 (PA6).
Uimara na Ubora wa Mazingira
Ikiwa mchanganyiko huu unaweza kuoza, utadumu kwa muda gani? "Nyuzi zetu za glasi za X4/5 haziyeyuki kwa dakika tano au usiku kucha kama sukari inavyofanya, na ingawa sifa zake zitaharibika baada ya muda, hazitakuwa dhahiri sana." Anasema Rosling, "Ili kuharibika kwa ufanisi, tunahitaji halijoto ya juu na unyevunyevu kwa muda mrefu, kama inavyopatikana katika mazingira ya ndani au katika marundo ya mbolea ya viwandani. Kwa mfano, tulijaribu vikombe na bakuli zilizotengenezwa kwa nyenzo zetu za ArcBiox BSGF, na zingeweza kuhimili hadi mizunguko 200 ya kuosha vyombo bila kupoteza utendaji. Kuna uharibifu fulani wa sifa za kiufundi, lakini sio hadi kufikia hatua ambapo vikombe si salama kutumia".
Hata hivyo, ni muhimu kwamba mchanganyiko huu unapotupwa mwishoni mwa maisha yake ya matumizi, unakidhi mahitaji ya kawaida yanayohitajika kwa ajili ya kutengeneza mboji, na ABM Composite imefanya mfululizo wa majaribio ili kuthibitisha kwamba inakidhi viwango hivi. "Kulingana na viwango vya ISO (kwa ajili ya kutengeneza mboji ya viwandani), uharibifu wa kibiolojia unapaswa kutokea ndani ya miezi 6 na kuoza ndani ya miezi 3/siku 90". Rosling anasema, "Uozo unamaanisha kuweka sampuli/bidhaa ya jaribio kwenye biomasi au mboji. baada ya siku 90, fundi huchunguza biomasi kwa kutumia ungo. baada ya wiki 12, angalau asilimia 90 ya bidhaa inapaswa kuweza kupita kwenye ungo wa 2 mm × 2 mm".
Uozo wa kibiolojia huamuliwa kwa kusaga nyenzo hiyo kuwa unga na kupima jumla ya CO2 iliyotolewa baada ya siku 90. Hii hutathmini ni kiasi gani cha kaboni katika mchakato wa kutengeneza mboji hubadilishwa kuwa maji, biomasi na CO2. "Ili kufaulu jaribio la kutengeneza mboji la viwandani, asilimia 90 ya kinadharia asilimia 100 ya CO2 kutoka kwa mchakato wa kutengeneza mboji lazima ipatikane (kulingana na kiwango cha kaboni)".
Rosling anasema ABM Composite imekidhi mahitaji ya kuoza na kuoza kwa viumbe hai, na majaribio yameonyesha kuwa kuongezwa kwa nyuzi zake za glasi X4 kwa kweli kunaboresha kuoza kwa viumbe hai (tazama jedwali hapo juu), ambalo ni 78% tu kwa mchanganyiko wa PLA usioimarishwa, kwa mfano. Anaelezea, "Hata hivyo, nyuzi zetu za glasi zinazooza kwa viumbe hai za 30% zilipoongezwa, kuoza kwa viumbe hai kuliongezeka hadi 94%, huku viwango vya uharibifu vikibaki vizuri".
Kwa hivyo, ABM Composite imeonyesha kuwa nyenzo zake zinaweza kuthibitishwa kama zinazoweza kuoza kulingana na EN 13432. Majaribio ambayo nyenzo zake zimepitia hadi sasa ni pamoja na ISO 14855-1 kwa ajili ya uharibifu wa mwisho wa aerobic wa nyenzo chini ya hali ya kudhibitiwa kwa mboji, ISO 16929 kwa ajili ya mtengano unaodhibitiwa wa aerobic, ISO DIN EN 13432 kwa mahitaji ya kemikali, na OECD 208 kwa ajili ya upimaji wa sumu ya mimea, ISO DIN EN 13432.
CO2 iliyotolewa wakati wa kutengeneza mbolea
Wakati wa kutengeneza mboji, CO2 hutolewa, lakini baadhi hubaki kwenye udongo na kisha hutumiwa na mimea. Utengenezaji mboji umesomwa kwa miongo kadhaa, kama mchakato wa viwanda na kama mchakato wa baada ya kutengeneza mboji ambao hutoa CO2 kidogo kuliko njia zingine za utupaji taka, na utengenezaji mboji bado unachukuliwa kuwa mchakato rafiki kwa mazingira na kupunguza athari za kaboni.
Sumu ya kimazingira inahusisha kupima biomasi inayozalishwa wakati wa mchakato wa kutengeneza mboji na mimea inayopandwa na biomasi hii. "Hii ni kuhakikisha kwamba kutengeneza mboji bidhaa hizi hakudhuru mimea inayokua." Rosling alisema. Zaidi ya hayo, ABM Composite imeonyesha kuwa nyenzo zake zinakidhi mahitaji ya uharibifu wa kibiolojia chini ya hali ya kutengeneza mboji nyumbani, ambayo pia yanahitaji uharibifu wa kibiolojia wa 90%, lakini kwa kipindi cha miezi 12, ikilinganishwa na kipindi kifupi cha kutengeneza mboji viwandani.
Matumizi ya viwanda, uzalishaji, gharama na ukuaji wa siku zijazo
Vifaa vya ABM Composite hutumika katika matumizi kadhaa ya kibiashara, lakini mengi zaidi hayawezi kufichuliwa kutokana na makubaliano ya usiri. "Tunaagiza vifaa vyetu kulingana na matumizi kama vile vikombe, visahani, sahani, vyombo vya jikoni na vyombo vya kuhifadhia chakula," Rosling anasema, "lakini pia hutumika kama mbadala wa plastiki inayotokana na mafuta katika vyombo vya vipodozi na vitu vikubwa vya nyumbani. Hivi majuzi, vifaa vyetu vimechaguliwa kwa ajili ya matumizi katika utengenezaji wa vipengele katika mitambo mikubwa ya viwandani ambayo inahitaji kubadilishwa kila baada ya wiki 2-12. Kampuni hizi zimetambua kwamba kwa kutumia uimarishaji wetu wa nyuzi za glasi X4, sehemu hizi za mitambo zinaweza kutengenezwa kwa upinzani unaohitajika wa uchakavu na pia zinaweza kuoza baada ya matumizi. Hii ni suluhisho la kuvutia kwa siku za usoni kwani kampuni hizi zinakabiliwa na changamoto ya kukidhi kanuni mpya za mazingira na uzalishaji wa CO2".
Rosling aliongeza, "Pia kuna shauku inayoongezeka katika kutumia nyuzi zetu zinazoendelea katika aina tofauti za vitambaa na zisizosokotwa ili kutengeneza vipengele vya kimuundo kwa ajili ya sekta ya ujenzi. Pia tunaona shauku katika kutumia nyuzi zetu zinazooza zenye PA au PP zenye msingi wa kibiolojia lakini zisizooza na vifaa vya thermoset visivyooza".
Kwa sasa, fiberglass ya X4/5 ni ghali zaidi kuliko E-glass, lakini kiasi cha uzalishaji pia ni kidogo, na ABM Composite inatafuta fursa kadhaa za kupanua matumizi na kuwezesha ongezeko la hadi tani 20,000 kwa mwaka kadri mahitaji yanavyoongezeka, ambayo yanaweza pia kusaidia kupunguza gharama. Hata hivyo, Rosling anasema kwamba katika visa vingi gharama zinazohusiana na kukidhi uendelevu na mahitaji mapya ya udhibiti hazijazingatiwa kikamilifu. Wakati huo huo, uharaka wa kuokoa sayari unaongezeka. "Jamii tayari inasukuma bidhaa zaidi zinazotegemea bio." Anaelezea, "Kuna motisha nyingi za kusukuma teknolojia za kuchakata tena mbele, ulimwengu unahitaji kusonga mbele kwa kasi zaidi katika hili na nadhani jamii itaongeza tu msukumo wake wa bidhaa zinazotegemea bio katika siku zijazo".
LCA na Faida ya Uendelevu
Rosling anasema vifaa vya ABM Composite hupunguza uzalishaji wa gesi chafu na matumizi ya nishati isiyoweza kurejeshwa kwa asilimia 50-60 kwa kilo. "Tunatumia Hifadhidata ya Mazingira ya 2.0, seti ya data ya GaBi iliyoidhinishwa, na hesabu za LCA (Uchambuzi wa Mzunguko wa Maisha) kwa bidhaa zetu kulingana na mbinu iliyoainishwa katika ISO 14040 na ISO 14044".
"Hivi sasa, wakati mchanganyiko unafikia mwisho wa mzunguko wao wa maisha, nishati nyingi inahitajika kuchoma au kupoza taka za mchanganyiko na bidhaa za EOL, na kuponda na kutengeneza mboji ni chaguo la kuvutia, na hakika ni mojawapo ya mapendekezo muhimu ya thamani tunayotoa, na tunatoa aina mpya ya utumiaji tena." Rosling anasema, "Faiba yetu ya fiberglass imetengenezwa kutoka kwa vipengele asilia vya madini ambavyo tayari vipo kwenye udongo. Kwa nini tusitumie vipengele vya mchanganyiko vya EOL, au kufuta nyuzi kutoka kwa mchanganyiko usioharibika baada ya kuungua na kuzitumia kama mbolea? Huu ni chaguo la kuchakata tena lenye maslahi halisi ya kimataifa".
Shanghai Orisen Teknolojia Mpya ya Nyenzo Co., Ltd
Simu: +86 18683776368 (pia WhatsApp)
Simu:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Anwani: NO.398 Barabara Mpya ya Kijani Mji wa Xinbang Wilaya ya Songjiang, Shanghai
Muda wa chapisho: Mei-27-2024