Wilmix esimerkki pitkäntähtäyksen yliopistoyhteistyöstä kumialan tutkimuksessa

Transkriptio

1 1 Wilmix esimerkki pitkäntähtäyksen yliopistoyhteistyöstä kumialan tutkimuksessa Jyrki Vuorinen TTY

2 2 Mikä Wilmix? Wilmix - The development of efficient and environmentalfriendly new elastomer based materials and their mixing technologies Tekes-projekti Kesto Yhteistyökumppanit:

3 WILMIX 3 erillistä projektia yhteistyötä tehden 3 Rinnakkaishanke Yrityksillä ja TTY:llä omat tutkimus- ja tuotekehityshankkeet samaan aihealueeseen liittyen Yritykset hoitavat omat projektinsa sekä osallistuvat yliopiston projektin toimintaan Esim. Edustajat johtoryhmässä TTY:ltä asiantuntijat yritysten käytettävissä Projektin sisällä ei rahanvaihtoa yritysten ja yliopiston välillä

4 4 Tavoitteet TTY:n/Suomen kumitutkimuksen herättäminen

5 5 Tavoitteet Recycling and reutilization of cured and uncured production waste Improvement of mixing with special focus on dispersion of new fillers and first batch variation New types of fillers with good dispersion after one-step mixing in an optimized process, giving optimal product performance

6 6 Yhteistyö TTY:n ja yritysten välillä Johtoryhmän kokoukset 2-3 kertaa vuodessa (yht. 8 pidetty) Esitellään projektien edistyminen Tutkimuspalaverit Esitellään tutkimustuloksia tarkemmin Pohditaan tulevia toimenpiteitä Yhteisiä sekoituksia ja testauksia Yritykset ovat voineet hyödyntää TTY:n laitteita ja TTY yritysten laitteita ja raaka-aineita Yhteisiä aktiviteetteja työn ulkopuolella

7 7 Kansainvälinen yhteistyö Vieraileva professori Wilma Dierkes Twenten yliopisto Vieraileva asiantuntija Amit Das Leipniz institute of polymer research Dresden

8 8 Wilma Dierkes

9 9 Wilma Dierkes Jyrki Vuorinen

10 10 Amit Das Education: Ph. D. Indian Association for the Cultivation of Science, Jadavpur, Kolkata, India M. Sc. Physical Chemistry, Visva-Bharati University, B. Sc. Chemistry with minors in Physics and Mathematics, University of Calcutta, Work: Leibniz- Institut für Polymerforschung Dresden e.v., Germany as a Scientist Guest Scientist in Tampere University of Technology, Tampere, Finland Indian Association for the Cultivation of Science, Jadavpur, Kolkata, India as a Research Scholar Electrochemical Laboratory, Department of Chemistry, Visva-Bharati University, Santiniketan, India as a Research Assistant (DST)

11 11 Kansainvälinen yhteistyö Tutkijavierailut Twenten yliopistoon

12 12 Kansainvälinen yhteistyö Täyteaineiden plasmakäsittelyt Twenten yliopistossa Myös Leipniz institute of polymer research Dresdenin laitteistoilla on tehty testejä projektille North European PhD Seminar kesäkuussa 2012

13 13 Parempia resursseja... Krupp Elastomertechnik GK 1.5 E MV 2000 Mooney Viscometer

14 14 Projektissa toteutettuja työvaiheita Noen korvaaminen nanotäyteaineilla Nanosavet Hiilinanoputket Kalsiumkarbonaatti Nanotäyteaineiden pintakäsittely Titanaatit Silaanit Plasma Sekoitusmenetelmän vaikutus kuminanokomposiitin ominaisuuksiin Johtoryhmä hyväksyy tutkimussuunnitelman

15 15 Julkaisut TTY:n tutkimus pääsääntöisesti julkista Johtoryhmä voi julistaa jotkut tulokset salassa pidettäväksi Esimerkkejä julkaisuista: Esitelmä: "Reinforcement effect of plasma modified halloysite nanotubes in a carbon black filled natural rubber-butadiene rubber matrix", the 180 th Technical meeting of the ACS Rubber Division (Cleveland, USA, October ). Artikkeli: "Synergistic Effect of Plasma Modified Halloysite Nanotubes and Carbon Black in Natural Rubber -Butadiene Rubber Blend", Journal of Applied Polymer Science, revised. Artikkeli: "Influence of nanoclay carbon black as hybrid filler on mechanical and vulcanization behavior of natural rubber compounds", Polymer Engineering and Science, revised. 3 artikkelia ja konferenssiesitys työn alla

16 16 Plasmakäsittelyn vaikutus kumin ominaisuuksiin Py = pyrrole Thi = thiophene

17 17 Plasmakäsittelyn vaikutus kumin ominaisuuksiin CB HNT Thi90-HNT Py90-HNT CB HNT Thi90-HNT Py90-HNT

18 Sample Vulkanoinnin kinetiikkaa E a, kj/mol CB 50 phr Torque (dnm) d dt o C 150 o C 160 o C C 150 C 160 C Time (min) NR-CB 67 NR-CB-clay(QUAT) 52 NR-CB-clay(PA) 54 CB 40 phr Clay (PA)10 phr CB 40 phr Clay (QUAT)10 phr Torque (dnm) Torque (dnm) Time (min) Time (min) 140 C 150 C 160 C d dt d dt o C 150 o C 160 o C o C 150 o C 160 o C Quat = ammonium salt treatment PA = octadecylamine treatment

19 19 Projektin aikana toteutuneet diplomityöt 5 diplomityötä Diplomitöitä tehty sekä TTY:n että yritysten projekteille Marju Kanerva: Formulating rubber compounds of pneumatic tyres with functional materials Tommi Seppä: The effect of different nanofillers on properties and mixing of ethylene propylene diene rubber Mira Hyvönen: Batch to batch consistency in rubber mixing Janak Sapkota: Influence of clay modification on curing kinetics of natural rubber nanocomposites Juuli Wacker: Surface modification of microcrystalline cellulose for achieving better interactions with rubber

20 Nanotäyteaineiden vaikutus EPDM:n ominaisuuksiin Tensile strength, MPa CB Halloysite Baytubes Multifex Nanofil 5 Nanofil 116 Nanomer Clay CNT CaCO 3 MMT clays Tear strength, kn/m CB Halloysite Baytubes Multifex Nanofil 5 Nanofil 116 Nanomer Clay CNT CaCO 3 MMT clays Hardness, Shore A Compression set, % CB Halloysite Baytubes Multifex Nanifil 5 Nanofil 116 Nanomer Clay CNT CaCO 3 MMT clays 0 CB Halloysite Baytubes Multifex Nanofil 5 Nanofil 116 Nanomer Clay CNT CaCO 3 MMT clays

21 21 Projektin hyödyt Yritykset hyödyntävät TTY:n tutkimustuloksia tuotekehityksessä ja tuotannossa Useimmat diplomityöntekijät palkattu yrityksiin töihin Kumitietämys lisääntyy Resurssien parantuminen Yritysten kilpailukyky lisääntyy Kansainvälinen verkostoituminen

22 22 Kiitos!