Akateeminen johdanto; Asiantuntijapuheenvuoro. Muovit ja Nano. Professori Jyrki Vuorinen. TkL Katja Nevalainen TkL Pirkko Eteläaho

Transkriptio

1 1 Akateeminen johdanto; Asiantuntijapuheenvuoro Muovit ja Nano Professori Jyrki Vuorinen TkL Katja Nevalainen TkL Pirkko Eteläaho TTY, Muovi- ja elastomeeritekniikka

2 2 Muovit ja nano : Uutta ja hienoa? A recent application is an engine cover which use dimension stability, process ability, HDT, resistance to chemicals, weight saving, blocking of noise and surface as smooth as paint less level (Maserati). Two-Decade Review of Polymer-Clay Nanocomposites, A. Okada, A. Usuki, Toyota Central R&D Labs (Japan) in Polymer nanocomposites 2007, Oct. 2007, Canada

3 3 Vai kypsä työkalu arkisiin ongelmiin? The first prepared PCN material was a nylon 6-clay hybrid (NCH, 1985), the properties of which were so eminent that passenger cars containing NCH timing belt cover were introduced into the market within four years (1989). Ube Ind., Ltd. had begun to manufacture NCH at that time, and Toyota launched a passenger car named Starlet with a NCH timing belt cover in the very next month, December Two-Decade Review of Polymer-Clay Nanocomposites, A. Okada, A. Usuki, Toyota Central R&D Labs (Japan) in Polymer nanocomposites 2007, Oct. 2007, Canada

4 Nanotechnology in Automotive and Industrial Materials Manufacturing in Canada Executive Summary, Plastics and Rubber, 11 April The plastics formulators the suppliers of ready-to-process NT enhanced raw materials that have been blended with pigments and other ingredients are also limited in terms of NT expertise. NRC s Industrial Materials Institute (IMI) is supplying formulations in small quantities to Canadian enterprises that are considered equal or superior to those developed by global suppliers. In fact, Canadian plastics manufacturers look to NRC-IMI as one of the few reliable providers of technical expertise and raw materials for pilot scale work and evaluation. The biggest R&D efforts (regardless of plastics sub sector) appear to be driven by the resin producers. Typical examples of applications include the incorporation of nanomaterials (frequently nanoclays) into plastics to enhance mechanical performance and reduce cost (by using less material, and by reducing filler content). Barrier properties can also be enhanced in piping and packaging applications, and both nanocomposites and nanocoatings are under investigation for use in this area of activity. In terms of higher-end plastics, enhanced-performance plastics could replace metals on the basis of cost (and perhaps weight). In terms of timing, large-scale commercialization of NT polymers is anticipated within 3-7 years, with products most likely to come from suppliers who have formulation and processing expertise. This implies that NT expert companies could play a role in the proliferation of innovations in this industry. NT-enhanced rubber (tire) products are expected to take at least five years to emerge.

5 5 NANO = 10-9 Vesimolekyyli n. 0.3 nm leveä Ihmisen punasolu n nm leveä Ihmisen hius n nm paksu

6 6 Muovit ja nano 1. Nanovalu (nanomolding) Pienet kappaleet 2. Nanorakenteet ja nanopinnoitteet Nanomuodot, nanometri dimensioiset kuviot yms. Ohuet pinta kalvot ja pinnan modifikaatiot 3. Nanokomposiitit Kestomuovikomposiitit Kertamuovikomposiitit

7 7 Nanoruiskuvalu / Nanomolding Mikroruiskuvalu Osien koko cm 3 Nanoruiskuvalu Vastaavasti mm 3, osan paino g Esimerkiksi voidaan valaa 20 seesaminsiemenen kokoista osaa, kooltaan 2 mm3 ja painoltaan g yhdestä granulaatista.

8 Nanomuodot, nanometri dimensioiset kuviot Nanomolding Based Fabrication of Synthetic Gecko Foot-Hairs, Metin Sitti and Ronald S. Fearing, Dept. of EECS, University of California, Berkeley, CA 94720, USA 8 Esimerkiksi Gecko liskon jalkakarvojen jäljittely Kiinnipysyminen Van der Waalsin voimilla Toinen tunnettu esimerkki on Lotuksen kukka

9 Muovin tunkeutumista nanomuotoihin voidaan myös hyödyntää hybridirakenteissa 9

10 10 Nanokomposiitit - nanotäyteaineet Ainakin yksi dimensio < 100 nm Pallomaiset Kuitumaiset Levymäiset

11 Nanotäyteaineet - pallomaiset - 11 Noki, metallioksidit (esim.tio 2, ZnO) CaCO 3 Sooli-geeli-menetelmällä valmistettu silika Kaikki dimensiot nanokokoluokkaa Noki: mm. kumiteollisuus, sähkönjohtavuus TiO 2 : mm. pigmentit, itsepuhdistuvat pinnat, kulutusta kestävät pinnat Nokipartikkeleita, partikkelikoko n. 56 nm Nokipartikkeleita, partikkelikoko n. 13 nm

12 Nanotäyteaineet - kuitumaiset - 12 Nanoputket (nanotubes) Kaksi dimensiota nanokokoluokassa

13 13 Hiilinanoputket Sylinterimäisiä fullereeneja Päät sulkeutuneet puolipallon muotoisilla fullereenirakenteilla Erittäin lujia päistä vedettäessä kimmokerroin n GPa Taivuteltaessa pehmeitä kuin polymeeri Sähköä johtavia Kemiallisesti inerttejä Huono adheesio sellaisenaan polymeereihin pinnan modifiointi tarpeen

14 14 Hiilinanoputket Yksiseinämäiset Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNT Moniseinämäiset Multi-Walled Carbon Nanotubes, MWCNT Kalliita SWCNT /g MWCNT /g

15 15 Yksiseinämäiset hiilinanoputket Ulkohalkaisija n. 1-2 nm Pituus useita mikrometrejä Korkea sivusuhde ( ) Usein agglomeroituneet kimpuiksi Vaikeampia valmistaa kuin moniseinämäiset Paremmat ominaisuudet kuin moniseinämäisillä 100 nm 5 nm Hata,K,. Futaba,D.N.,Mizuno,K.,Namai,T., Yumura,M., Iijima, S. Science 2004,306,1362.

16 16 Moniseinämäiset hiilinanoputket Ulkohalkaisija yleensä n. 10 nm ( nm) Pituus useita mikrometrejä Korkea sivusuhde ( ) Koostuvat kahdesta kymmeniin koaksiaalisesta putkesta putket pystyvät pyörimään toistensa suhteen

17 Nanotäyteaineet - levymäiset - 17 Erilaiset savimineraalit Yksi dimensio nanoluokkaa Esimerkiksi kaoliniitti halloysiitti montmorilloniitti illiitti

18 18 Montmorilloniitti Nanosavella (nanoclay) tarkoitetaan useimmiten juuri smektiittiryhmän savimineraaleihin kuuluvaa montmorilloniittia Yhden silikaattilevyn paksuus n. 1 nm Alumiinisilikaateilla silikaattilevyt voivat koostua SiO 4 tetraedreistä ja AlO 6 oktaedreistä monin eri tavoin Montmorilloniitilla näiden suhde on 2:1 Nanostructures in Polymer Matrices, workshop, September 2001, University of Nottingham, presentation of Rick Beyer

19 19 Montmorilloniitti Yksi savipartikkeli koostuu tuhansista silikaattilevyistä Silikaattilevyjen halkaisijat ovat yleensä joitakin satoja nanometrejä, jolloin partikkelien sivusuhde on tyypillisesti Silikaattilevyt muodostavat suurempia yksikköjä, kristalliitteja, joissa satunnainen määrä silikaattilevyjä on pakkautunut hyvin lähelle toisiaan Kristalliitit muodostavat edelleen suurempia primääripartikkeleita, jotka agglomeroituvat varsinaisiksi savipartikkeleiksi H.R. Dennis, D.L. Hunter, D. Chang, S. Kim, J.L. White, J.W. Cho, D.R. Paul: Effect of melt processing conditions on the extent of exfoliation in organoclay-based nanocomposites, Polymer 42 (2001),

20 20 Montmorilloniitti Mikäli kaikki silikaattilevyt (tai edes osa niistä) saadaan erkautumaan toisistaan, kasvaa matriisin ja täyteaineen välinen vuorovaikutuspinta-ala hyvin suureksi (n. 750 m 2 /g) Ominaisuudet paranevat jo pienillä täyteainepitoisuuksilla Myös hyvä adheesio matriisiin tärkeää ominaisuusparannusten saavuttamiseksi Savikerrosten erkauttaminen toisistaan on haasteellista! Sivusuhde 1 Sivusuhde Materials Science and Engineering C 23 (2003)

21 21 Montmorilloniitti Savimineraalit ovat käytetyimpiä nanotäyteaineita nanotäyteaineiksi edullisia (hinta n. 25 /kilo) helposti saatavilla maaperästä helposti modifioitavissa Montmorilloniitin suosion syitä pieni partikkelikoko ohuet silikaattikerrokset suuri pinta-ala korkea kationinvaihtokapasiteetti monipuolinen modifioitavuus soveltuu monille eri matriiseille

22 Orgaanisesti modifioitu savi (organoclay) 22 Savi on hydrofiilinen ja polymeeri usein hydrofobinen - eivät siis keskenään yhteensopivia! Savi tarvitsee pintakäsittelyä, joka tekee siitä polymeeriystävällisemmän Kationinvaihtokapasiteetti kuvaa savimineraalin kykyä vaihtaa kerrosten välissä olevia Na+ ja Ca+ ioneja muihin - mitä pidempiketjuisia korvaavat ionit ovat.. - ja mitä suurempi on savimineraalin kationinvaihtokapasiteetti - sitä kauemmaksi silikaattilevyt työntyvät toisistaan Tällöin polymeerin ja/tai adheesionedistäjän on helpompi tunkeutua silikaattikerrosten väliin Modifioidusta savesta käytetään monesti nimeä organoclay

23 Orgaanisesti modifioitu savi (organoclay) 23 Modifioivan ionin koon vaikutus savikerrosten väliseen etäisyyteen Alkyyliketjun pituus kasvaa Michael Alexandre, Philippe Dubois, Polymer-layered silicate nanocomposites: Preparation, properties and uses of a new class of materials, Materials Science and Engineering, 28 (2000) 1-63

24 Orgaanisesti modifioitu savi (organoclay) 24 Lukuisia modifioituja ioneja on kokeiltu suosituimpia ovat erilaiset alkyyliammonium-ionit modifioitujen savien ongelmana on kuitenkin rajallinen lämmönkesto Käytännössä kaikki kaupalliset nanosavet ovat orgaanisesti modifioituja Eri pintakäsittelyt eri polymeerimatriiseille Alkyyliammoniumioneja Southern Clay Products, Inc., Technical data. (

25 25 Nanosaven kerrosrakenteen romahtaminen prosessoitaessa Gelfer, M., Burger, C., Fadeev, A., Sics, I., Chu, B., Hsiao, B. S., Heintz, A., Kojo, K., Hsu, S-L., Si, M., Rafailovich, M., Thermally Induced Phase Transitions and Morphological Changes in Organoclays, Langmuir 20 (2004)

26 26 Polymeerinanokomposiitit Matriisi Nanotäyteaine Mahdollisesti joku adheesionedistäjä

27 27 Polymeerimatriisit Polyamidi käytetyin ja tutkituin, etenkin PA-6 hydrofiilinen polymeeri, yhteensopiva hydrofiilisten täyteaineiden kanssa Polyolefiinit (PP ja PE) hydrofobisia, vaativat adheesionedistäjän PET, PS Kertamuoveista käytetyimpiä epoksit Myös elastomeeriseoksia tutkittu Polyamidi-6 Polyeteeni

28 28 Adheesionedistäjät Poolittomien matriisien kanssa pitää käyttää adheesionedistäjiä yleisiä mm. maleiinihappoanhydridimodifioidut (MA) polyolefiinit PP-g-MA, PE-g-MA eri moolimassoja, eri MA-pitoisuuksia matriisista ja täyteaineesta riippuen tietty optimipitoisuus Adheesionedistäjän valinta riippuu matriisista ja käytetystä täyteaineesta Kertamuovien, kumien ja polaaristen polymeerien käytetään paljon silaanipohjaisia adheesionedistäjiä

29 29 Adheesionedistäjät Maleiinihappoanhydridi Kopolymerointi Silaanin toimintamekanismi PP-g-MA tai PE-g-MA missä Y = PP- tai PE-polymeeriketju

30 30 Adheesionedistäjän vaikutus Moolimassa ja reaktiivisten ryhmien määrä vaikuttaa dispergoitumiseen Moolimassat: g/mol ja g/mol Perrin-Sarazin, F., Ton-That, M-T., Bureau, M. N., Denault, J., Micro- and nano-structure in polypropylene/clay nanocomposites, Polymer 46 (2005)

31 31 Polymeerinanokomposiittien rakenne Röntgendiffraktio XRD (X-Ray Diffraction) savikerrosten erkautuminen Läpivalaisuelektronimikroskopia TEM (Transmission Electron Microscopy) partikkelikoko, savikerrosten erkautuminen Pyyhkäisyelektronimikroskopia SEM (Scanning Electron Microscopy) partikkelikoko, kokojakauma murtumismekanismit, adheesio todenmukaisempi kuva materiaalin rakenteesta kuin TEM:llä

32 32 Polymeerinanokomposiittien rakenne Savimineraali Polymeeri a) Faasierottunut b) Interkaloitunut c) Eksfolioitunut

33 33 Polymeeriset nanokomposiitit Ominaisuusparannukset Alhaisempi viskositeetti Kohonnut tuotteen käyttölämpötila Parantuneet mekaaniset ominaisuudet Lisääntynyt jäykkyys ja kovuus Keveys ja mittapysyvyys Parantunut kulutuskestävyys Parantunut pinnan laatu Barrier-ominaisuudet Palonkestävyys Kemiallinen kestävyys Sähkönjohtavuus Optiset ominaisuudet Helpompi kierrätettävyys Ominaisuudet saavutettavissa tietyn tyyppisillä nanopartikkeleilla ja polymeerillä! Jos yhtä ominaisuutta parannetaan niin toinen ominaisuus saattaa heiketä.

34 Polymeeriset nanokomposiitit Perinteinen komposiitti vs. nanokomposiitti 34 Pienemmällä täyteainepitoisuudella (<10 p. %) ja partikkelikoolla (<0.1 µm) saavutetaan: Helpompi prosessoitavuus johtuen nanokomposiitin alhaisemmasta viskositeetista Parempi lujuus/paino suhde Kevyempiä materiaaleja, tuotteen jäykkyys ja tiiveys ominaisuuksia menettämättä Parhaassa tapauksessa parantuneet optiset ominaisuudet pienemmän partikkelikoon ansiosta (nanopartikkeli pienempi kuin valon aallonpituus) Helpompi kierrätettävyys

35 35 Polymeeriset nanokomposiitit Haasteet Nanotäyteaineen kustannukset Wypych Handbook of Fillers. Täyteainekoko / kg / l Suuri < 100 µm jauhettu CaCO Keskisuuri ~10 µm savi Perinteiset täyteaineet Pieni ~ 1 µm TiO 2, saostettu CaCO Hyvin pieni < 0.1 µm Fumed SiO Nanotäyteaineet

36 36 Polymeeriset nanokomposiitit Haasteet Nanotäyteaineen kustannukset Nanotäyteaine Kauppanimi Valmistaja Soveltuvuus Hinta Hiilinanoputki (SWNT & MWCNT) Elirab SW, Elicrab MW Thomas Swan & Co. Ltd /g Hiilinanoputki (MWCNT) Nanocyl 7000 Nanocyl 500 /kg Nanosavi Nanomer I.44P Nanocor Polyolefiinit (PP, PE) 25 /kg Nanosavi Nanomer I.30E Nanocor Epoksi 23 /kg Nano-TiO 2 Degussa P25 Degussa 29 /kg Nano-TiO 2 (mod.) Degussa T805 Degussa 43 /kg Hintatiedot perustuvat TTY/MUO tekemiin kyselyihin < 20 kg määrille vuosina

37 37 Polymeeriset nanokomposiitit Haasteet Nanomasterbatchien kustannukset Masterbatch Kauppanimi Valmistaja Hinta PE-HD / 40 p.-% nanosavi Nanoblend MB 2201 PolyOne 6.5 /kg PP / 40 p.-% nanosavi Nanoblend MB 1001 PolyOne 6.5 /kg PC / 15 p.-% MWCNT PlastiCyl TM PC1501 Nanocyl 100 /kg Epoksi / 40 p.-% nano-sio 2 Albibox 1000 Nanoresins ~ 30 /kg Epoksi / 40 p.-% NBR rubber Nanopox F400 Nanoresins ~ 30 /kg Hintatiedot perustuvat TTY/MUO tekemiin kyselyihin < 20 kg määrille vuosina

38 38 Polymeeriset nanokomposiitit Nanoseostuksen ja kaupallisten tuotteiden haasteet Hinta! Nanopartikkelien valmistaminen suuressa mittakaavassa? Nanopartikkelien pintaominaisuuksien modifiointi polymeerimatriisiin sopivaksi sekä modifioijien termisen kestävyyden parantaminen Kustannustehokas nanokomposiitin valmistus ja prosessointi Riittävä dispergointi (agglomeraatit) Laadun varmistus, tasalaatuiset tuotteet Tuotteen hinta laatusuhde vs. perinteinen komposiitti Karakterisointimenetelmät ja ominaisuuksien todentaminen Sovelluksien markkinointi ja kaupallistaminen Nanon terveysvaikutukset

39 39 Polymeeristen nanokomposiitit Nanoseostuksen haasteet - Agglomeroituminen PE-LD / PPgMA / Nanosavi 6 p.-% 2000x PE-LD / PEgMA / nano-tio 2 6 p.-% 2000x Lukumissuunta Lukumissuunta SEM-kuvia polyeteeninanokomposiiteista tappikulutuskokeen jälkeen j (Olosuhteet: 20 min testi, 1 MPa pintapaine, 1 m/s pyörimisnopeus) TTY / MUO / NaKiKu 2007

40 40 1. Mekaaniset ominaisuudet Kimmomoduli perinteisillä komposiiteilla ja nanokomposiiteilla T.D. Fornes and D.R. Paul, Polymer, Vol. 44, (2003),

41 41 1. Mekaaniset ominaisuudet Vetolujuus ja kimmomoduli epoksi / hiilinanoputkimatriisille F.H. Gojny et al. / Composites Science and Technology 65 (2005) < 1 p.-% hiilinanuputkia epoksissa Vetolujuus max + 7% Kimmomoduli + 13% CB = Carbon Black DWCNT NH 2 = Modified Double Wall Carbon Nanotube MWCNT-NH 2 = Modified Multi Wall Carbon Nanotube

42 42 1. Mekaaniset ominaisuudet Lovi-iskulujuus polyeteeni / kalsiumkarbonaattin nanokomposiitille C. Deshmane et al. / Materials Science and Engineering A (2007) p.% nano-caco 3 Lovi-iskulujuus +7%

43 43 1. Mekaaniset ominaisuudet Lovi-iskulujuus polykarbonaatti / nanosavimatriisille TTY / MUO / NaKiKu 2007 Nanosavipitoisuus 1 p.-% 5 p.-% Lovi-iskulujuus -70% Lovi-iskulujuus [kj/m 2 ] PC / 1% Nanosavi I.34TCN PC / 3% Nanosavi I.34TCN PC / 5% Nanosavi I.34TCN

44 44 1. Mekaaniset ominaisuudet Nanoseostuksen vaikutukset Nanoseostuksen avulla tavoitellaan edullista, helposti prosessoitavaa ja lujaa, mutta kevyttä. Nanoseoksella voidaan saavutta parannuksia muovien mekaanisiin ominaisuuksiin Parannuksia kimmomodulissa < 5 p.-% (Perinteisissä komposiiteissa täyttöaste > 20 p.-%) Vetolujuudella ja taivutuslujuudella usein eri optimitäyttöasteet Iskusitkeydestä esitetty eriäviä mielipiteitä. Sitkeää matriisia on vaikea sitkistää nanotäyteaineilla.

45 45 1. Mekaaniset ominaisuudet Nanoseostuksen vaikutukset Tarkkaa syytä mekaanisten ominaisuuksien paranemiselle ei tiedetä. Tekijöitä voi olla useita, Nanotäyteaineen ja polymeerin väliset vuorovaikutukset Suuri vuorovaikutuspinta-ala Vetysidokset Polymeeriketjujen liikkuvuuden vaikeutuminen Nanotäyteaineen suuri sivusuhde edullinen Pintamodifioijien funktionaaliset ryhmät siirtävät voimia polymeeristä nanotäyteaineeseen Nanoseostuksella voidaan saavuttaa hyvä lujuus/paino-suhde Sovellukset mm. auto-, lentokone- ja avaruusteollisuussa

46 2. Kitka- ja kulumisominaisuudet Nanokomposiittien käyttäytyminen kulutustestissä 46 Muovin kuluminen ongelma monissa käyttösovelluksissa Kitka- ja kulumistuloksiin vaikuttavat voimakkaasti Käytetyt materiaalit (vastinpinta, muovi, täyteaine) Partikkelien dispergoituminen matriisiin (sekoitus) Partikkelien kiinnittyminen matriisiin (kytkentäaine) Kulumisen testaus olosuhteet ja laitteisto Pin-on-Disk Kitka- ja kulumisominaisuuksiin on saatu parannuksia jo pienillä nanotäyteaine pitoisuuksilla < 6 p.-% Taber abraasiolaite Nanotäyteaineen vaikutukset kitkaan ja kulumiseen on tutkittava materiaalikohtaisesti, johtuen mm. monista kulumiseen vaikuttavista tekijöistä Block-on-Ring

47 47 2. Kitka- ja kulumisominaisuudet Nanokomposiitit adhesiivisessa kulutuksessa Nanotäyteaineen avulla vastinpinnalle muodostuu kestävämpi kalvo eli transfer film Kitka & kulumisnopeus Nanotäyteaineet voivat parantaa lämmönjohtumista Kulumisnopeus Huonosti matriisiin kiinnittyneet agglomearaatit toimivat irrotessaan abrasiivisena partikkelina Kulumisnopeus Blau, P.J., ASM Handbook, vol. 18, Friction, Lubrication and Wear Technology, Abrasive Wear, USA, 1992 Irronnut agglomeraatti Kulumisnopeus Lukumissuunta NANOTEKNOLOGIA NYT JA TULEVAISUUDESSA TTY / MUO / NaKiKu

48 48 2. Kitka- ja kulumisominaisuudet Polystyreeni / hiilinanoputkikomposiitti Z. Yang et al. Materials Chemistry and Physics 94 (2005) Kitka Kuluminen < 2 p.-% hiilnanoputkia (CNT) polystyreeni matriisissa pienentää Kitkakerrointa -30% Kulumisnopeutta -80%

49 49 2. Kitka- ja kulumisominaisuudet Perinteinen kertamuovikomposiitti vs. nanoseostettu komposiitti Friedrich et al., Composites Science and Technology 65 (2005) Eri täyteaineiden vaikutus epoksin kulumisnopeuteen Gr. = Grafite SCF = Short Carbon Fibre 5 til.-% nano-tio 2 Kulumisnopeus -60% 5 til.-% nano-tio 2 + Grafiitti + Lasikuitu Kulumisnopeus -90%

50 50 3. Palonkesto Nanotäyteaineiden vaikutukset palamisominaisuuksiin Muovit ovat paloherkkiä (vrt. keraamit) lisätään palonestoaineita kuten Al(OH) 3 Nanotäyteaineet voivat parantaa palonkesto-ominaisuuksia Esim. viivästyttää syttymistä, vähentää palaessa muodostunutta savunmäärää ja eliminoida tippuvan / räiskyvän muovin määrää Nanotäyteaineet hidastavat palamista muodostamalla kappaleen pinnalle hiiltyneen kerroksen Hiiltynyt kerros estää palavan materiaalin tippumista, toimii lämmön eristeenä ja estää palotuotteiden vapautumista mm. palossa muodostuvien kaasujen diffuusio hidastuu Nanotäyteaineet vähentävät palamisen aikana vapautuvan lämpöenergian määrää NANOTEKNOLOGIA NYT JA TULEVAISUUDESSA view=&disposition=inline&lang=it

51 51 3. Palonkesto Nanotäyteaineiden vaikutukset palamisominaisuuksiin Nanosavi viivästyttää matriisin syttymistä ja vähentää palavan materiaalin tippumista jopa tehokkaammin kuin perinteiset täyteaineet. Ultraki, L.A. Introduction to PNC Science and Technology. NANOTEKNOLOGIA NYT JA Polymer TULEVAISUUDESSA Nanocomposites 2005, NRCCC/IMI, Boucherville QC, Canada

52 52 3. Palonkesto Nanotäyteaineiden vaikutukset palamisominaisuuksiin Peak HRR = Peak Heat Release Rate G. Beyer, Fire and Materials, 26, (2002), Kuvaa palamisessa vapautuvaa lämpö-energiaa PP vs. PP / 5 p.-% nanosavi Peak HRR -70 % Gilman J.W. et al: National Institute of Standards and Testing,Flammability of Polymer Clay Nanocomposites Consortium: Year one annual report, NANOTEKNOLOGIA NYT JA TULEVAISUUDESSA p. 25, November

53 53 3. Palonkesto Nanotäyteaineiden vaikutukset palamisominaisuuksiin Palaminen hidastuu ja palonkesto paranee kun täyteainepitoisuus ja siten hiiltyneen kerroksen paksuus Paloneston kannalta nanosaven/nanotäyteaineen Tulee olla hyvin sekoittunut, mutta sen ei tarvitse olla välttämättä täysin exfolioitunut Palonestokykyyn vaikuttavat mm. täyteainetyyppi, pintakäsittely ja raaka-aineiden hajoaminen prosessoinnissa Ultraki, L.A. Introduction to PNC Science and Technology. Polymer Nanocomposites 2005, NRCC/IMI Boucherville, QC, Canada, 28-30th September, 2005

54 54 3. Palonkesto Nanotäyteaineiden vaikutukset palamisominaisuuksiin EVA/PE kaapelin ominaisuuksia on parannettu Nanofil SE3000 täyteaineella (Patentoitu EP ) Perinteisten palonsuoja-aineiden 65 p.%:n pitoisuus on korvattu korvattu: 3-5 p.-%:n Nanofil ja Al(OH) p.-% tai 3-5 p.-%:n Nanofil ja Mg(OH) p.-% yhdistelmällä Nanofil + perinteinen palosuoja-aine Palon-ominaisuudet säilyy perinteiseen matriisiin verrattuna Paremmat mekaaniset ominaisuudet, sileämpi kaapeli ja nopeammat tuotantonopeudet

55 55 3. Palonkesto Nanotäyteaineiden vaikutukset palamisominaisuuksiin Nanosavi ja hiilinanoputki tutkituimpia palosuoja-aineita nanomateriaaleista Nanotäyteaineiden avulla voidaan vähentää perinteisen palonsuoja-aineen osuutta materiaalissa menettämättä sen paloluokitusta tai jopa parantaa sitä. Nanotäyteaineilla voidaan parantaa myös muita muovin ominaisuuksia! Sovelluskohteita Johtojen kuoret Akkujen kotelot Muiden sähkölaitteiden kuoret Rakennusmateriaalit EVA / PPgMA /MWCNT ja EVA / PPgMA /nanosavikomposiitit NANOTEKNOLOGIA NYT JA TULEVAISUUDESSA G. Beyer, Fire and Materials, 26, (2002),

56 56 4. Barrier-ominaisuudet Nanokomposiittien tiiveysominaisuudet Siksak-diffuusiomalli Perinteinen komposiitti Nanokomposiitti Nanoseostetussa matriisissa molekyylien diffuusiomatka Barrier-ominaisuudet riippuvat käytetyn nanotäyteaineen sivusuhteesta ja määrästä Tarkkaan ei tiedetä kuinka orientaatio tai savimineraalin interkalatoitumisen tai delaminoitumisen aste vaikuttavat Sovelluskohteita mm. elintarvikepakkaukset ja kemikaalisäiliöt TTY / MUO / NASE 2005

57 4. Barrier-ominaisuudet N 2 ja CO 2 tiiveys PE/PEgMA/nanosavikomposiitille 57 PE / Nanosavi Nanosavipitoisuus N 2 -barrier + 20 % CO 2 -barrier +25 % Lee et al. Composites Science and Technology 65 (2005)

58 4. Barrier-ominaisuudet O 2 tiiveys Polyamidi / Polypropeeni / Nanosaviiomposiiteille 58 Benoˆıt Brule,* Jean-Jacques Flat Macromol. Symp. 2006, 233, Nanosavenlisäys O 2 -barrier + 20%

59 59 5. Termiset ominaisuudet Nanotäyteaineiden vaikutukset termiseen stabiliuteen Nanotäyteaineet (etenkin nanosavi) parantavat polymeerin termistä stabiiliutta Hidastamalla lämmön johtumista ja hajoamistuotteiden vapautumista Estämällä hapen pääsyä matriisiin (parantunut O 2 -barrier) Rajoittamalla polymeeriketjujen liikkeitä Pelkkä nanotäyteaineen lisäys ei paranna termistä stabiilisuutta. Edellytyksenä täysin delaminoitunut ja dispergoitunut rakenne. Vaikka terminen hajoamislämpötila nousee niin nanotäyteaineen lisäys saattaa laskea lasisiirtymälämpötilaa T g

60 60 5. Termiset ominaisuudet Terminen stabiilisuus PA66 / nano- ja mikrosavikomposiiteille H. Qin et al. / Polymer 44 (2003) Terminen hajoamislämpötila Puhdas PA C Mikrokomposiitti C Nanokomposiitti C Nanolla T nousee ~8 C

61 61 5. Termiset ominaisuudet Lasisiirtymälämpötila epoksi / nanosavimatriisille A. Yasmin et al. Composites Science and Technology 66 (2006) Nanosavipitoisuus Lasisiirtymälämpötila Nanosavi / epoksi

62 62 6. Sähkönjohtavuus Nanotäyteaineiden vaikutukset sähkönjohtavuuteen Polymeerit luonnostaan sähköä johtamattomia. Sähköneristeinä käytetään esim. PTFE, PS, PE ja PVC:tä Sähköäjohtavia täyteaineita Metallipartikkelit Grafiitti Hiilimusta Perinteiset täyteaineet Johdepolymeerit kuten PANI (polyaniliini) Hiilinanoputket Nano-metallipartikkelit Tarvitaan riittävä täyteainemäärä ja homogeeninen dispersio, jotta sähköäjohtava verkosto voi muodostua Sähkönjohtavuus riippuu täyteaineen muodosta ja sivusuhteesta Esim. hiilinanoputkia tarvitaan saman sähkönjohtavuuden saavuttamiseksi vähemmän kuin hiilimustaa tai kuituja Sovelluskohteina mm. elektroniset komponentit ja häiriösuojaus

63 63 6. Sähkönjohtavuus Hiilinanoputkien vaikutus polyeteenimatriisin dielektrisyysvakioon CNT pitoisuus CNT dispergoitunut hyvin Dielektrisyysvakio Dielektrisyysvakiota määrittää eristeaineen kykyä varastoida sähköenergiaa. Ilma 1 Muovit 2-10 CNT agglomeroitunut G.D. Liang, S.C. Tjong / Materials Chemistry and Physics 100 (2006)

64 64 6. Sähkönjohtavuus Hiilinanoputkien vaikutus polyimidimatriisin sähkönjohtavuuteen PI/MWCNT Electrical Conductivity (10kHz) MWCNT pitoisuus Sähkönjohtavuus Perkolaatiopiste saavutetaan 7-10 p.-% MWCNT pitoisuudella B.-K. Zhu et al. / Composites Science and Technology 66 (2006)

65 65 7. Optiset ominaisuudet Nanotäyteaineiden vaikutukset optisiin ominaisuuksiin Täyteaineita käytettäessä muovin läpinäkyvyys heikkenee Valo siroaa täyteainepartikkeleista Nanotäyteainetta lisättäessä läpinäkyvyys säilyy paremmin, mutta usein muovi värjäytyy Osakiteisten muovien tapauksessa optiset ominaisuudet paranevat nanoseostuksen myötä pienempiä sferuliitteja Optiset ominaisuudet riippuvat täyteaineesta, täyteainemäärästä ja dispergoitumisesta matriisiin

66 66 7. Optiset ominaisuudet Epoksi / 60p.% nanosavikomposiitti Läpinäkyvä epoksi / 60 p.% Nanosavikomposiitti N. Salahuddin et al. / European Polymer Journal 38 (2002)

67 67 7. Optiset ominaisuudet Polykarbonaatti / Nanosavikomposiitit TTY / Muo / NaKiKu 2007 PC 1% 3% 5% 1% 3% 5% Nanomer I. 30 Nanomer I. 30CTN

68 68 8. Pinnan laatu Nanotäyteaineiden vaikutukset optisiin ominaisuuksiin Täyteaineet vaikuttavat muovituotteen pinnan laatuun Pinnan laatu paranee käytettäessä nanokokoisia täyteaineita perinteisten täyteaineiden sijaan Verratessa esim. PC+ABS muoviin painettuja kirjaimen ääriviivoja nähdään, että hiilinanoputkilla seostettu on selkein Sovelluskohteet esim. autojen sisämateriaaliratkaisut Rich et al. Hyperion Catalysis Interna-tional, Paper No Puhdas PC+ABS PC+ABS / Hiilinanoputki PC+ABS / Hiilimusta PC+ABS / Hiilikuidut

69 69 Nanoteknologian sovellukset Polymeeripohjaiset ja ei-polymeeripohjaiset sovellukset

70 70 Nanoteknologian sovellukset Esimerkkejä käytännön sovelluksista Eddie Bauer Rypistymättömät, vedenpitävät ja likaa hylkivät vaatteet. Nano-care käsittely. Nanofilm Linssin pinnassa ohut, kulumista suojaava ja heijastamaton polymeerikerros L'Oréal Pintaakin syvemmälle vaikuttava kasvovoide. Nanokokoisen polymeerikapselin sisällä A vitamiinia. NuCelle SunSense SPF 30 Aurinkovoide jossa nano- TiO 2 ja/tai nano-zno partikkelita. Partikkelit absorboi ja heijastaa UVsäteilyä, mutta läpäisevät silti näkyvää valoa. Franz Ziener GmbH & Co Hengittävä ja vedenpitävä laskettelutakki Nano-Tex käsittelyllä Kodak Orgaaninen led-näyttö (OLED). Parempi kontrasti LCD näytöissä. Lähde kuville_

71 71 Polymeeriset nanokomposiitit Autoteollisuus Auton renkaat Auton renkaissa on käytetty jo pitkään hiilimustaa parantamaan lujuutta ja kulumiskestävyyttä Käytetty hiilimusta sisältää myös nanopartikkeleita Perinteisen hiilimustan korvaamista pelkillä nanopartikkeleilla tutkitaan U. lassi, Introduction to nanotechnology and nanomaterials. nano KETEK 7-8. Helmikuuta 2007, Kokkola

72 72 Polymeeriset nanokomposiitit Autoteollisuus Toyota (1990-luvulla) Hammashihnan päällinen PA 6 / 5 p.% nanosavi Vetolujuus 40 % Kimmomoduli 68 % Lämpölujuus (HDT) 65 C:sta 152 C:n General Motors (2002) Jalkalista GMC Safari & Chervolet Astro TPO / nanosavi RCHI&C=Consu&ARTICLE_ID=267740&p=109 Noble Polymers (2004) Niskatyyny Acura TL PP / nanosavi com/articles/200411f a2.html

73 73 Polymeeriset nanokomposiitit Autoteollisuus Unitika moottorisuojuksia Mitsubish GDI PA6 / nanosavi Ube polttoainejärjestelmän osia PA12/nanosavi General Motors (2004) ulkoinen lista Chervolet Impala Basell Profax CX-284 TPO / nanosavi L. A. Utracki, Introduction to PNC Science and Technology, Polymeric Nanocomposites 2005, Boucherville, QC, Canada, 28-30th September, 2007 General Motors (2005) lavan muoviosia GM Hummer H2 SUT Basell Profax CX-284 TPO / nanosavi W.R. Rodgers,Polymer Nanocomposite Applications in the Automotive Industry, Polymeric Nanocomposites 2005, Boucherville, QC, Canada, 28-30th September, 2007

74 74 Polymeeriset nanokomposiitit Kaupalliset sovelluskohteita - Nykyiset & tulevat Teollisuuden ala Autoteollisuus-, avaruus- ja lentokoneteollisuus Lääke-, elintarvike- ja pakkausteollisuus Militaarisovellukset Sovelluskohteet Polttoainesäiliöt, muoviset korin osat, auton sisustus Lääke-, juoma-, juusto- ja lihapakkaukset, katetrit, hammaspaikat, hammasimplantit Kypärät, luotiliivit, elintarvikepakkaukset Edut Pienentynyt nesteiden migraatio, säiliön lujuus/keveys-suhde, pintojen parempi maalattavuus (sähkönjohtokyky), Parantunut kaasutiiveys, lujuus/keveyssuhde, kalvojen hyvä läpinäkyvyys Keveys ja hyvät mekaaniset ominaisuudet Elektroniikkateollisuus Muu teollisuus Kuluttajatuotteet Kaapelien suojakuoret, häiriösuojaus, anturit Muovipinnat, polttoainesäiliöt, kemikaalitankit Jääkiekko-, golf-, tennismaila, golfpallo, sukset, sähkölaitteiden muoviosat Materiaalisäästöt ohuemman suojakerroksen vuoksi, palonkesto (halogeenivapaat) Hankausta ja kulutusta kestävä pinta, barrierominaisuudet Lujuus/keveys, lujuusominaisuudet, palonkesto

75 75 Polymeeriset nanokomposiitit Nanokomposiittiraaka-aine valmistajia Toimittaja Matriisi Nanotäyteaine Käyttö Creanova PA 12 Hiilinanoputki Sähköisesti johtava GE Plastics Hyperion PPO, PA PETG, PBT, PPS, PC, PP Hiilinanoputki Hiilinanoputki Autojen maalattavat osat Sähköäjohtava Kabelwerk Eupen EVA Nanosavi Kaapelit ja johdot RTP Yantai Haili ind. & Commerce of China Unitika Showa Denko PP, PA6 UHMWPE PA 6 PA6 Nanosavi Nanosavi Nanosavi Nanosavi Monikäyttöinen, Sähköäjohtava Maanjäristyskestävä putki Monikäyttöinen Monikäyttöinen, autojen polttoainejärjestelmät

76 76 Polymeeriset nanokomposiitit Nanokomposiittiraaka-aine valmistajia Kauppanimi Toimittaja Matriisi / Nanotäyteaine Käyttö Durethan KU Lanxess Bayer AG PA6 / nanosavi Happibarrier esim. ekstruusiopäällystykseen Clariant PP / nanosavi Pakkaukset Imperm ORMLAS Aegis TM OX, HFX, CSD Nanolok TM PT Nanocor Triton Systems Honeywell InMat Nylon MDX6 PP, PA6 Nanosavi PA6 / nanosavi Silikaatti vesi suspensio tai kumi suspensio Monikäyttöinen kaasubarrier esim. PET olutpakkaukset (monikerroskalvoratkaisuihin) Monikäyttöinen, elintarvikepakkaukset Monikäyttöinen happibarrier esim. kalvot ja pullot Esim. polyesterikalvon päällystykseen (happibarrier)

77 77 Polymeeriset nanokomposiitit Pakkaukset Nanoseostuksella saavutettuja ominaisuuksia pakkauksille Läpinäkyvyys ja pienempi Haze Tiiveys (typpi-, happi-, vesitiiveys) Mekaaninen lujuus (sitkeys ja kovuus) Lämmönkesto Kulumiskestävyys (Triton Systems) Kemiallinen stabiilisuus ja kierrätettävyys Pakkauksen kestävyys Käytettävyys Tuotteen hyllyikä

78 78 Polymeeriset nanokomposiitit Pakkaukset Virvoitusjuoma- ja olutpullo Monikerroskalvosta valmistettu pullo Nylon / nanosavikerros pullon rakenteessa Sulamislämpötila & Barrier EVOHiin verrattuna Tulevaisuuden pakkaussovelluksia Nanokomposiiteissa on potentiaalia on myös muihin sovelluksiin Esim. lämpömuovatut juusto-, lihapakkaukset sekä ekstruusiopäällystyksellä valmistetut nestepakkaukset Tulossa funktionaaliset pakkaukset, joissa pyritään hyödyntämään nanoa Antimikrobiset ominaisuudet Happiabsorbentit Kosteusabsorbentit Vuotosensorit Antistaattiset pakkaukset (kontrolloimaan ja parantamaan sähkönjohtavuutta) &h=150&w=49&sz=4&hl=fi&start=13&um=1&tbnid=SPYrBXuzlquN6M:&tbnh=96&tbnw=31&prev=/images%3Fq%3DNanocomposite%2Bbottle%26svnum%3D10%26um%3D1%26hl%3Dfi%26sa%3DN

79 79 Polymeeriset nanokomposiitit Lääketieteelliset sovellukset Lääketieteelliset letkut ja katedrit Foster Corp, Dayville, CT PA 12 / nanosavi Korkea taivutus jäykkyys Veto /työntölujuuus Taivutusominaisuudet Sileä pinta Naarmutuksen kesto Helppo prosessoitavuus Yleistäyteaine hammashuoltoon 3M ESPE Filtek TM yhdistelmämuovi, jossa nano-sio 2 tai nano-zro 2 partikkeleita. Saavutetaan mikrotäyteaineita parempi Lujuus Kulutuskestävyys Pieni kutistuma Korkeampi kiilto NANOTEKNOLOGIA NYT JA TULEVAISUUDESSA _makeover_2.jpg

80 80 Polymeeriset nanokomposiitit Elektroniikkateollisuus Kabelwerk Eupen (2003) johtojen ja kaapelien suojukset EVA / nanosavi ja CNT komposiitit 3-5 p. % nanosavea pienentää palamisessa muodostuvaa lämpöä NanoSonic Metal Rubber TM kalvo Sähköä johtava elastomeerinen nanokomposiitti refurl= &tbnid=4xzxqcwwjywwjm:&tbnh=41&tbnw=104&prev=/images%3fq%3dkabelwerk%2b%2 Bnanocomposite%2Bwire%2B%26svnum%3D10%26um%3D1%26hl%3Dfi%26sa%3DN ESA (eletrostatic self assembly) menetelmällä Johtokyky (10-5 Ω) Läpinäkyvyys Taipuisuus ja joustavuus Kulutuskestävyys Sovelluksena anturit ja joustavat sähköiset piirit, ESD suojaus

81 81 Polymeeriset nanokomposiitit Päällysteet Trition Systems NanoTuf TM päällyste (2005) visiireihin Epoksi / nanopartikkeli suspensio Dippauspäällystys Kova Abraasiokestävä Kemiallisesti kestävä Läpinäkyvä Palonkesto-ominaisuudet Tiiveysominaisuudet (kosteus, happi) Esim. PC pintojen suojaamiseen Potentiaaliset markkinat / sovellukset Suojalasit Visiirit Armeijan turvavarusteet NANOTEKNOLOGIA NYT JA TULEVAISUUDESSA

82 82 Polymeeriset nanokomposiitit Muun teollisuuden RTP:n (2006) pienten laitteiden polttoainejärjestelmään uusi materiaaliratkaisu 2-8 p.% nanosavikomposiitti Keveys, lujuus, jäykkyys, tiiveysominaisuudet Sovellus pienet moottorit ja polttoainesäiliöt (monolayer) ews/clines/2006/oct/gastank.jpg&imgrefurl= om/news/clines/2006/oct/barrier.htm&h=229&w=288&sz=6&hl=fi&st art=3&um=1&tbnid=10wjkz4ezauocm:&tbnh=91&tbnw=115&pre v=/images%3fq%3demi%2bshielding%2bapplications%2bnanoco mposites%26svnum%3d10%26um%3d1%26hl%3dfi%26sa%3dn Nanocor nanosavea kemikaalisäiliöihin Epoksi /nanosavi Säiliöiden pesu vaati korkeita lämpötiloja. Epoksi ei kestänyt. Tg nanosaven avulla 15 C muita ominaisuuksia heikentämättä

83 83 Polymeeriset nanokomposiitit Kuluttajatuotteet Sisäpelikenkä Urheilukengän vaimentavassa tyynyrakenteessa käytetty Triton:in ORMLAS TM polymeerikomposiittia (nanosavipohjainen) Keveys Iskulujuus He-barrier EVOH:in verrattuna Perinteinen raskaampi kaasu (sulphur hexafluoride & air) on pystytty korvaamaan kevyellä heliumilla Vaimennustyynyjä on käytetty koripallokengässä All-Star He:01 s

84 84 Polymeeriset nanokomposiitit Kuluttajatuotteet Tennismaila (2004) Babolat NS TM tennismaila Rakenteessa käytetty hiilinanoputkia Jäykempi, enemmän voimaa Wilsonin ncode tennismaila nano-so 2 partikkeleita Täyttävät voidit hiilikuitujen välissä Maila jäykempi ja kestävämpi Tennispallo (2002) Wilson & InMat tennispallo 1 µm butyylikumipartikkeleita ja nanosavea seostetaan Joustava ja lähes ilmatiivis päällyste Pallojen käyttöikä pitenee

85 85 Polymeeriset nanokomposiitit Kuluttajatuotteet Golfpallo NanoDynamicsin NDMX golf pallo Rakenteessa käytetty nanotäyteaineita Energia siirtyy paremmin ja pallon sisällä oleva massa liikkuu vähemmän kulkee suorempaan Keilapallo Nanodesu (Japani) päällystää keilapallot fullereeniä sisältävällä materiaalilla Päällyste on kova estää keilapallon säröilyä Käyttäytyy muuten kuten polyuretaani pallo ges/nano_golfball140.jpg =1172 Polkypyörän osat Easton Sports & Zyvex polkupyörän osat Hiilinanoputkilla vahvempia ja kevyempiä (15-20%) r/images_s/1154_s.jpg&imgrefurl= 3Fid%3D44%26action%3Dview%26id%3D44%26p%3D6&h=49&w=75&sz=11 &hl=fi&start=5&um=1&tbnid=bj9mgucayg5pum:&tbnh=46&tbnw=71&pr ev=/images%3fq%3deaston%2bsports%2bnano%2bbicycle%26svnum%3d10 NANOTEKNOLOGIA NYT JA TULEVAISUUDESSA %26um%3D1%26hl%3Dfi%26sa%3DN

86 86 Polymeeriset nanokomposiitit Kuluttajatuotteet Jääkiekkomaila (2006) Maailmassa myydään ~ 10 milj. jääkiekkomailaa / vuosi Puiset mailat Komposiittimailat Nanokomposiittimailat Markkinoille 03/2006- Komposiittimailat katkeavat liian helposti huono iskulujuus Montrealin Nitro-mailan rakenteessa Hybtonite TM hiilinanoputki / epoksihartsia Hiilinanoputkien avulla komposiitti maila on joustavampi ja kestävämpi. Montrealin mukaan iskulujuus kasvaa 60-70% Nanomailoja särkyyy kaksi kolmasosaa vähemmän kuin tavallisia komposiittimailoja Antti Valtakari, Montreal 2006

87 87 Polymeeriset nanokomposiitit Kuluttajatuotteet Murtomaasukset (2007) Peltonen toi markkinoille ensimmäiset nanoteknologiaa hyödyntävät sukset Maailman cup sukset Supra-X Hybtonite Infra-X Hybtonite Hiilinanoputkien avulla suksesta saadaan kevyempi mutta lujempi Esim. Supra-X < 1100g

88 88 Polymeeriset nanokomposiitit Nanolla tuotteista entistä parempia `Daniel Gamota (Motorola), Edward Rashba (IEEE)Characterization, Standards, and Commercialization of Carbon Nanotubes

89 89 Polymeeriset nanokomposiitit Mitä nanotuote maksaa? Vahé Mamikunian, Nanotechnology Commercial Trends and Forecast for Success Analyst, Lux Research Inc. December 19, 2006

90 90 PNC markkinat kasvavat nopeasti PNC = Polymeric NanoComposite TP = Thermoplastic TS = Thermoset Total = TP +TS L. A. Utracki, Introduction to PNC Science and Technology, Polymeric Nanocomposites 2005, Boucherville, QC, Canada, 28-30th September, 2007

91 91 Maailmanlaajuinen nanoteknologia rahoitus Markku Lämsä. NANOTEKNOLOGIA FinNano, FinnishNYT Nanoscience JA TULEVAISUUDESSA and Nanotechnology Programme nd FinNano Annual Seminar, 27 March 2007 at the Helsinki Fair Center, Helsinki

92 92 Julkinen nanoteknologiaan suunnattu projektirahoitus Suomessa Markku Lämsä FinNano, Finnish Nanoscience and Nanotechnology Programme nd FinNano NANOTEKNOLOGIA Annual Seminar, 27 NYT March JA 2007 TULEVAISUUDESSA at the Helsinki Fair Center, Helsinki

93 93 Nanoteknologiaan suunnattu tutkimus, tuotekehitys ja tuotteiden kaupallistaminen Suomessa TEKESin nanoteknologiaan panostavien yritysten määrä on kasvanut Suomessa yli 100% kahdessa vuodessa 45:llä yrityksellä on nanoteknologiaan perustuvia tuotteita! (sis. myös ei-polymeeripohjaiset nanokomposiitit) Pekka Koponen National Strategy for Nanotechnology in Finland with Nanotechnology in FinnishPlastics Industry and 2006 Elastomer Survey Technology Results, 2 nd FinNano Annual Seminar, 27 March NANOTEKNOLOGIA 2007 at the NYT JA TULEVAISUUDESSA Helsinki Fair Center, Helsinki

94 Nanoteknologiaan suunnattu tutkimus, tuotekehitys ja tuotteiden kaupallistaminen - Aktiivisia yrityksiä Suomessa 94 Pekka Koponen National Strategy for Nanotechnology in Finland with Nanotechnology in Finnish Industry 2006 Survey Results, 2 nd FinNano Annual Seminar, 27 March 2007 at the Helsinki Fair Center, Helsinki

95 95 Polymeeriset nanokomposiitit Yhteenveto Nanokomposiiteilla voidaan parhaassa tapauksessa saavuttaa merkittäviä ominaisuusparannuksia pienillä täyteaineipitoisuuksilla. Nanokomposiittisovelluksille on lupaava markkinat Polymeeristen nanokomposiittien haasteena ovat mm. Tuotantomittakaavan valmistus Onnistunut markkinointi Hinta Toistettavuus ja laadun varmistus Nanomateriaalien terveysriskit? Tuotekohtaisesti räätälöidyt ratkaisut vaativat intensiivistä tutkimus- ja tuotekehitystyötä!

96 The cure for boredom is curiosity. There is no cure for curiosity. 96 Dorothy Parker