Kumit ääriolosuhteissa mitkä ovat ääriolosuhteet? Minna Poikelispää, Maija Hoikkanen, Jyrki Vuorinen Kumi-instituutin syysseminaari TTY 9.11.

Transkriptio

1 Kumit ääriolosuhteissa mitkä ovat ääriolosuhteet? Minna Poikelispää, Maija Hoikkanen, Jyrki Vuorinen Kumi-instituutin syysseminaari TTY

2 Kumien ääriolosuhteita Lämpötila (kuuma/kylmä) Kemikaalit UV-säteily, otsoni, sää Sähkö Mikrobitoiminta Puhtausvaatimukset (elintarvike, elektroniikka ) Lyhytkestoinen korkea rasitus Pitkäkestoinen rasitus Näiden yhdistelmät

3 Lämpötila Kumi Alin käyttölämpötila ( o C) Ylin käyttölämpötila ( o C) NR, IR SBR BR EPDM IIR NBR CR CM CSM ACM CO, ECO AU, EU FPM FKM PMQ, VMQ

4 Pakkanen, lumi, jää -10 o C Ella S, et al. Investigation of rubber friction on snow for tyres. Tribology International (2012), doi: / j.triboint A.D. Roberts / Tribology Series

5 Kitka eri olosuhteissa Kumi - asfaltti (kuiva) Kumi - asfaltti (märkä) Lepokitka Liukukitka 0,8 0,7 0,6 0,5 Kumi - jää (kuiva) 0,2 0,15 Kumi - jää (märkä) 0,1 0,08 Kumi - lumi 0,3 Kumi betoni 1,0 0,8 Teräs jää 0,02-0,03 Sukset lumi 0,02-0,1 Jää jää (-12 o C) 0,3 Teräs teräs 0,74 0,57 Lasi lasi 0,94 0,36 Teflon teflon 0,04 0,

6 Korkea lämpötila Moolimassan muutokset (ylivulkanoituminen, ketjujen katkeaminen) Hapettuminen Pehmittimien migraatio ja poistuminen

7 Kemikaalit Turpoaminen, plastisoituminen mekaaniset ominaisuudet, vaikutus Tg:aan Kemialliset muutokset ESC = SCC Otsoni

8 Kumien kemiallinen kesto Elastomer Chemical resistant to Solvent or softener Swelled by NR, IR Acetone Acids Alkalies Alcohols Carbon disulfide Ketones Petroleum products Vegetable oils Carbon disulfide Petroleum products Vegetable oils BR Glycerol Glycol Acids Alkalies Carbon disulfide Hexane Turpentine Petroleum products Acetone Petroleum products Vegetable oils SBR Glycerol Glycol Acids Alcohols Salts Ketones Petroleum products Aromatics Vegetable oils Petroleum products Vegetable oils NBR Glycerol Glycol Acids Ketones Alcohols Petroleum products Salts Vegetable oils Carbon tetrachloride Ketones Bitumen - coal derivates Aromatics Acetone Phenol Turpentine CR Glycerol Glycol Alcohols Petroleum products Salts Vegetable oils Acetone Benzene Carbon tetrachloride Carbon disulfide Acids Turpentine Aromatics Carbon tetrachloride Carbon disulfide Turpentine Aromatics

9 Sään vaikutus Riippuu elastomeerista, lisäaineista ja olosuhteista Yleistäen Tyydyttymättömät (NR, SBR ) huono otsonin kesto Reaktio kaksoissidokseen ketjun katkeaminen Suojakerroksen muodstuminen, kuormitettuna uuden materiaalin paljastuminen kiihdyttää prosessia Ei koske neopreenia (CR), jolla kloori stabiloi sidosta Tyydyttyneet (EPM) säänkesto hyvä Erikoiskumit erit. fluorikumit säänkesto erinomainen Silikonit noki vs. silika täyteaineena Seoksilla säänkesto voi olla parempi kuin seosuhteet antaisivat olettaa, esim. NBR N-lohkojen määrän kasvu alentaa molekyylitason liikkeitä tehokkaasti

10 UV-säteily 30 min säteilytys NR IIR

11 Mikrobitoiminta Qualitative testing antibacterial properties (a) control NR latex foam against E.coli; (b) Nanosilver treated NR latex foam against E.coli; (c) control NR latex foam against MRSA; (d) nanosilcer treated NR latex foam against MRSA. Qualitative testing of antifungal activities for the (a) control natural rubber latex foam and (b) nanosilver modi ed natural rubber latex foam sample against Aspergilles niger fungi. W.G.I.U. Rathnayake et al. / Polymer Testing 31 (2012)

12 Sähköneristeet a) Hydrophobic surface, water drops ow off the insulator; b) Hydrophilic surface, water channels formation on the insulator. S. Atarijabarzadeh et al. / International Biodeterioration & Biodegradation 65 (2011) 1111e

13 Kumit elintarviketeollisuudessa Laaja lämpötila-alue, paine, höyry, kemikaalit Lainsäädäntö, hygienia

14 EPDM:n ja fluorikumin soveltuvuus elintarviketeollisuuden sovelluksiin C. Riebesell / Trends in Food Science & Technology 20 (2009) S35 e S

15 Rasitus Rasitustapa ja -nopeus Viruminen Muokkauslujittuminen Yhteisvaikutus muiden tekijöiden kanssa 0 20 Compression set, % w/o compression, tropic Tropic Temperate White mix Good quality black mix Highly filled white mix Efficient vulcanizate (HAF black) Time, years Lähde:A.Davis, D.Sims, Weathering of Polymers, Applied Science Publishers,

16 Yhteenveto Ääriolosuhteet materiaalikohtaisia Kumien käyttöolosuhteita T= o C Kestävät hyvin kosteutta sekä laimeita happoja ja emäksiä Orgaaniset liuottimet tapauskohtaisia Yhteisvaikutukset mutkistavat tilannetta Mekaaninen kuormitus Dynaaminen kuormitus Otsoni Kemikaalit Ennustaminen on vaikeaa, erityisesti tulevaisuuden