LUONNON MATERIAALIT MUOVEISSA



Samankaltaiset tiedostot
LUONNONMATERIAALIT/POLYMEE- RIT PUOLIVALMISTEET

Luonnonkuidusta lujitteeksi. Kumi-instituutin ja TTY:n Luomaprojektin kevätseminaari Päivi Lehtiniemi,TTY

Muovikomposiittien tulevaisuudennäkymiä

Mineraalitäyteaineet komposiiteissa

Nestekidemuovit (LCP)

KOTELOIDEN VALMISTUSMENETELMÄT JA NIIHIN LIITTYVÄT SUUNNITTELUOHJEET

Työpaikkojen haasteet; altistumisen arviointi ja riskinhallinta

Muovijätteiden ja sivuvirtojen materiaalihyötykäyttö

Kolme lineaaristen polyamidien valmistusmenetelmistä on kaupallisesti merkittäviä:

Luonnonkuitukomposiittien. ruiskuvalussa

Epäorgaaniset kuidut

MUOVIEN JA MUOVIKOMPOSIITTIEN MAHDOLLISUUKSIA PAKKAUKSISSA Pentti Järvelä TkT, Professori Materiaalioppi Muovitekniikka

Muovikomposiittien kierrätys

Paperinjalostus

Termoplastiset polyesterit: Polyeteenitereftelaatti

Conenor Oy. Komposiittiekstruusio (WPC)

viimeistely- ja kokoamisvaiheessa villaa on helppo käsitellä ja hyvin hoidettuna se säilyttää alkuperäisen ulkonäkönsä pitkään.

KOKOEKOseminaari. Kerttu Seikkula

UPM ForMi - selluloosa biokomposiitit ja käytännön sovellukset. Stefan Fors, UPM

Luonnonkuitukomposiittien mahdollisuudet. Roadshow Mikkeli, Kokkola, Turku, Tampere TAUSTAA MITAX LEVEL P O N S S E

Farkkujen teollinen ekologia tuotekehityksen mahdollisuudet. Lea Heikinheimo Lahden Ammattikorkeakoulu/TL

Tekstiilien tutkiminen ja testaus

TEOBAL Teollisuuden sivutuotteiden hyödyntäminen ballistisissa suojamateriaaleissa

Teollisuustason 3D tulostusta. Jyväskylä Toni Järvitalo

Biomassasta aktiivihiileksi - biohiilen aktivointimenetelmistä ja sovelluksista

Rakennesuunnittelu. Materiaali. Kudotut rakenteet. Komposiitit ALM. Functionally graded. Vaahdot

Biotalouden uudet tuotteet

Loimimateriaalit. Elena Autio ja Minna-Liisa Heiskanen Suomen Hevostietokeskus ry Tallinpitäjän verkkotietopakettihanke 2015

PESUMERKINTÖJEN ABC. Vaatteen hoito- ohjeiden lisäksi on muistettava pesuaineen annosteluohjeet sekä pyykin lajittelu.

AKTIIVISTA PUHDISTUSTA BIOTEKNOLOGIAN AVULLA

Muotoon valettujen kuitupohjaisten sovellusten mahdollisuudet. Ari Henttonen, Ecopulp Finland Oy

ANNE RUUPUNEN LUONNONMATERIAALISEOSTETTUJEN KESTOMUOVIEN REO- LOGISET OMINAISUUDET. Diplomityö

Materiaaliryhmien taksonomia

MUOVIT VAATETUSTEKNIIKASSA

PROBIOOTIT KODINHOIDOSSA SYVENTÄVÄÄ TIETOA

LUMI - Lujitemuovijätteen materiaalin ja energian kierrätys sementtiuunissa

Tekstiiliteollisuuden uudet innovaatiot

Muovit ja kestävä kehitys. Päivi Lehtiniemi, tutkija, Materiaaliopin laitos, TTY

Tekstiilikierrätyksen opintomatka Saksa ja Hollanti. Tekstiilikierrätyksen opintomatka Saksa ja Hollanti - matkaraportti

2. Valukappaleiden suunnittelu mallikustannusten kannalta

Luonnonkuitulujitetut komposiitit tuulienergian tuotannossa

Puhtaamman ilman puolesta. Ilmanpuhdistus Desinfiointi Hajunpoisto Itsepuhdistuvuus

PUHDASTA SISÄILMAA TILOJEN KÄYTTÄJILLE

Tekstiilien tutkiminen ja testaus

USEIN KYSYTTYJÄ Nano1 TUOTTEISTA. Nano1 Lasi & Keramiikka Suoja

KUUSEN OMINAISUUSPOTENTIAALI

TTS Työtehoseura kouluttaa tutkii kehittää

Adare Co. Limerick Irlanti Puh Sähköposti: Verkkosivu:

Materiaaliryhmien taksonomia

XI JAKSO TEKSTIILIAINEET JA TEKSTIILITAVARAT

Siilinjärven kaivoksen rikastushiekan hyödyntäminen pilaantuneen maaperän kunnostamisessa

LAURA YLI-RANTALA BIOHAJOAVASTA MUOVISTA JA LUONNONKUIDUSTA VALMIS- TETTU KOMPOSIITTI. Diplomityö

Muovi, tekstiili ja komposiitit miten liittyvät toisiinsa?

Betonilattioiden pinnoitusohjeet

56 RYHMÄ VANU, HUOPA JA KUITUKANGAS; ERIKOISLANGAT; SIDE- JA PURJELANKA, NUORA JA KÖYSI SEKÄ NIISTÄ VALMISTETUT TAVARAT

Puun kuitujen hyödyntäminen

Eläinten hoitotuotteet

Teija Meklin FT, dos. Työhistoriaa rakennusten kosteus- ja homevaurioiden, rakennusten sisäilman sekä asumisen terveellisyyden parissa

Marja Amgwerd Metropolia AMK Metropolia Ammattikorkeakoulu

Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa. KokoEko-seminaari, Kuopio,

BUNN-O-MATIC SUODATINLAITTEET JA KAHVIMYLLYT. Tehokkaat kahvilaitteet ja -myllyt kun laadukasta ja tuoretta kahvia tarvitaan nopeasti.

Suunnittelu (ekodesign) kiertotalouden näkökannalta

MITÄ KOMPOSTOINTI ON?

Lahden ammattikorkeakoulu. Tekniikan ala

PURISTIN

MUOVIN TYÖSTÖ HYVÄ TIETÄÄ MUOVISTA MUOTTIPUHALLUS, EKSTRUUSIO, KALVOPUHALLUS OSA 10

Lieriöekstruuderi: Uusi mahdollisuus hankalille materiaaleille ja kiertotaloudelle: Lehdistötilaisuus VTT, Tampere

Funktionaaliset nanopinnoitteet koneenrakennuksessa

UBINAM Uusien biohajoavien muovimateriaalien aiheuttamien ympäristöriskien arviointi Itämeren meriympäristössä

Kiviaineksen tekniset laatuominaisuudet. Pirjo Kuula TTY/Maa- ja pohjarakenteet

Rekisteröinti ja ilmoitusmenettelyt. Ympäristönsuojelulaki uudistuu Syksyn 2014 koulutukset Hallitussihteeri Jaana Junnila Ympäristöministeriö

Kuivikepohja. Lehmän onni vai hoitajan ongelma

VINKKIKIRJANEN VÄRJÄYKSEEN

Muovin ja elastomeerin liimausopas

saumaus- ja tiivistysaineet

siirtyy uuteen bioteknologian aikakauteen!

SISÄILMA Rakennusfoorumi. Eila Hämäläinen rakennusterveysasiantuntija Tutkimuspäällikkö, Suomen Sisäilmakeskus Oy

AKTIIVISTA PUHDISTUSTA BIOTEKNOLOGIAN AVULLA

MAAN VILJELYN JÄRKIPÄIVÄ IV- UUDET LANNOITUSRATKAISUT

3. Muotinvalmistuksen periaate

Luonnonkuitukomposiittien oppimisympäristön ja koulutuksen kehittäminen

siirtyy uuteen bioteknologian aikakauteen!

PÄIVI LEHTINIEMI LUONNONKUITUPOHJAISET LUJITTEET KELAAMALLA VALMISTETUISSA KOMPOSIITEISSA

Suomen muovitiekartan rakentamisen toimenpiteet

Maanparannusaineet ja kasvualustat (CEN/TC 223) Liisa Maunuksela Rehu- ja lannoitevalvonnan yksikkö/lannoitevalmistejaosto

GDU - MULTISENS. Dataloggeri sisäänrakennetuilla antureilla Tarkkoihin sisätilojen ilmanlaatumittauksiin. GDU MultiSens ominaisuuksia

Nanotäyteaineiden sekoittamisen haasteet ja ongelmat Kumi-instituutin keväseminaari

Kehittämishankkeet Circwaste ja UIR

18 Hakemisto. Hakemisto

XIII JAKSO 68 RYHMÄ VALMISTETUT TAVARAT

Lujitemuovirakenteiden korjaus

Keraamien ominaisuudet ja valmistus

UPM ProFi -komposiitit. PALKITTUA KIERRÄTYSTEKNOLOGIAA Katri Parovuori

PUHDISTAA POISTAA MYRKKYJÄ TUKEE RUOANSULATUS- JÄRJESTELMÄÄ. ATeamSuomi.com 1

ELÄVÄ PELTO. Kompostointireaktorin optimointi ja lopputuotteen laadun varmistus lannoitetuotantoon. Anssi Suhonen

METSÄTEOLLISUUDEN UUDET TUOTTEET

2. Käsinkaavaustapahtuma tuorehiekkaan

24. Keraamihiekat. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

Vapon kuiviketurpeet. Edistää tuotantoeläinten hyvinvointia.

SUOMI PRESSU KOTIMAINEN PVC-PRESSU VAATIVAAN KÄYTTÖÖN KAIKISSA SÄÄOLOSUHTEISSA. KÄYTTÖKOHTEITA

Transkriptio:

LUONNON MATERIAALIT MUOVEISSA Pentti Järvelä TkT, professori TTY, Materiaalioppi Muovi-ja elastomeeritekniikka 1

LUONNON MATERIAALIT MUOVEISSA Tässä esityksessä keskitytään luonnon materiaalien käyttöön muoveissa täyte- ja seosaineina. -täyteaineilla tarkoitetaan materiaaleja, joita käytetään lähinnä täyteaineina korvaamaan kallista polymeerimateriaalia -seosaineilla tarkoitetaan materiaaleja, joiden avulla pyritään modifioimaan muovien ominaisuuksia loppukäyttöä ajatellen 2

Käytettyjen luonnon materiaalien jako Epäorgaaniset materiaalit (mineraalit) ja orgaaniset materiaalit (kasvi- ja eläinpohjaiset materiaalit). Kokoon ja muotoon perustuva jako -makroskoopiset, mikroskooppiset ja nanomateriaalit -kuitumaiset (1-dimensionaaliset), levymäiset (2- dimensionaaliset) ja pallomaiset (3-dimensionaaliset) 3

SAATAVUUS Mineraalit -mineraalit voivat jauhaantua pallomaisiksi, levymäisiksi ja kuitumaisiksi -kuitumaisia asbesti (käyttö kielletty), wollastoniitti, serpentiniitti Orgaaniset materiaalit -kasvikuidut -eläinkuidut 4

SAATAVUUS Kasvikuidut -viljelymaan tarve -luonnon kuormitus (puuvillan kastelu) -laatu ja kasvuolosuhteet -saannon riippuvuus sääolosuhteista -saannon määrä (vaikea muuttaa nopeasti) 5

6

7

OMINAISUUDET Riippuvat hyvin paljon käytetystä materiaalista Ominaisuuksien hajonta Pitkäaikaisominaisuudet 8

Pellavakuidun rakenne kaaviollisesti 9

10

LUONNON MATERIAALIEN KÄSITTELY Käsittelyt voidaan jakaa useaan eri vaiheeseen MINERAALIT -louhiminen kaivoksesta (wollastoniitti, vuolukivi) -mineraalien erottaminen (erottaminen muista kivilajeista) -mineraalien jauhatus (jauhatus haluttuun muotoon, wolastoniitti kuitumaiseksi, vuolukivi jauheeksi (talkki)) 11

LUONNON MATERIAALIEN KÄSITTELY Orgaaniset materiaalit (kasvipohjaiset) -kasvien kasvattaminen -kasvien (sadon) korjaaminen -kasvien jauhaminen kuiduiksi (sellukuitu puusta, pellavakuitu pellavasta jne) 12

LUONNON MATERIAALIEN KÄSITTELY Orgaaniset materiaalit (eläinpohjaiset) -eläinten kasvattaminen -kuitujen (esim. villan) kerääminen -kuitujen puhdistaminen -kuitujen käsittelyt 13

LUONNON MATERIAALIEN ESIKÄSITTELYT Luonnon materiaalit eivät sellaisenaan ole sopivia muovien seosaineiksi. Materiaaleille tulee tehdä valmistuksen jälkeen vielä monia esikäsittelyä. Näiden käsittelyjen tavoitteena on parantaa luonnon materiaalien käytettävyyttä muovien seosaineena. 14

LAJITTELU Koon ja muodon mukaan Tavoitteena yleensä pieni koon tai muodin hajonta Poikkeuksellisen suuret partikkelit ongelmallisia (rakenteen epäjatkuvuuskohtia) Pienistä fraktioista ei yleensä haittaa (voivat kuitenkin muodostaa vaikeasti hajoavia agglomeraatteja) Hyvin korkeaan täyttöasteeseen päästän vain sopivilla partikkelijakaumilla (keraamien ruiskuvalu) 15

PUHDISTUS Mineraaliseosaineita ei juurikaan voi puhdistaa Puhdistamisen sijasta käytetään pinnoitusta, jolla estetään vieraiden yhdisteiden vaikutus (talkin pinnoitus ja adheesion edistäminen, serpentiniitti hajottaa muoveja tehokkaasti) Orgaaniset seosaineet voidaan ja myös usein joudutaan puhdistamaan (orgaaniset sideaineet, kuten esimerkiksi ligniini). Kosteus on yleensä aina ongelmaseosaineiden kanssa (veden poistaminen voi olla hyvinkin hankalaa, erityisesti viimeiset vesimolekylikerrokset pinnoilla) 16

LUONNON KUITUJEN KÄSITTELY Pölyäminen Homehtuminen Kosteus Varastointi 17

LUONNON KUIDUT MUOVEISSA Huono yhteensopivuus hartsien kanssa Hydrofiilisyys 18

VÄRJÄYS Joitakin seosaineita voidaan värjätä Yleensä tuotteen värjääminen onnistuu helpoimmin matriisin värjäyksellä, tuotteen pinnoituksella tai yhdistämällä molemmat) 19

PINTAOMINAISUUDET Kostutus on hyvin tärkeä osa muovikomposiittien valmistusta. Tavoitteena on maksimoida kuidun ja matriisin välinen sisäinen pinta-ala komposiitissa. Adheesio matriisin ja seosaineiden välillä on hyvin keskeinen osa komposiittien toimivuutta. Lyhytaikainen lujuus (heti valmistuksen jälkeen) ja pitkäaikaislujuus eri ympäristöissä (kosteus ja lämpötila). 20

KOSTEUS Sisältävät yleensä kosteutta Kosteus ongelma prosessoinnissa Valmiit tuotteet voivat imeä kosteutta Pitkäaikaisominaisuudet Koskee yleensä orgaanisia luonnon kuituja 21

LÄMPÖ(TILA) Orgaaniset luonnon kuidut Lämmönkesto (perinteinen puukuitu n. 200 250oC) Prosessointi ja käyttöongelma Kuitujen lämmönkestoa voidaan parantaa kuitujen puhtaudella 22

BIOHAJOAVUUS Orgaaniset luonnon kuidut yleensä biohajoavia Orgaaninen materiaali sopii erilaisten bakteerien ravinnoksi Biohajoavuuden vaikutuksia; ominaisuuksien heikkeneminen, haju, visuaalisuus jne Komposiitteihin lisättävä bakteerimyrkkyjä 23

ADHEESION EDISTÄMINEN Adheesiomekanismit Adheesion edistäminen Kuituaihioiden kostutus hartseilla 24

Kuidun kemiallisten käsittelyjen vaikutus pellava/epoksi komposiitin ominaisuuksiin 25

SEOSAINE(KUITU)AIHIOIDEN VALMISTUS Koskee lähinnä orgaanisia materiaaleja *langat (1-dimensionaaliset rakenteet) *matot ja kankaat (2-dimensionaaliset rakenteet) *erikoislujitteet (3-dimensionaaliset rakenteet) 26

SEOSAINE(KUITU)AIHIOIDEN VALMISTUS Langan valmistus (orgaaninen luonnon kuitu) -lanka koostuu useista kuiduista, kyseessä kuitukimppu -lankojen tulee mennä päällekkäin (langan lujuus) -langan kierre (pitää langan kuidut koossa) -langan kierre vaikuttaa kuitujen orientaatioon komposiitissa -langan rakenne vaikuttaa matriisin (kertamuovihartsi helpompi kuin sula kestomuovi) imeytymiseen rakenteeseen 27

PROSESSOINTI Lopputuotteeseen tulee saada seosaine (aine, muoto, koko, määrä ja orientaatio) 28

29

WPC materiaaleja korvaamassa muita materiaaleja 30

LOPPUTUOTE Tasalaatuisuus Halutut ominaisuudet Pinnanlaatu LAATUONGELMAT 31

KÄYTTÖSOVELLUKSIA Seuraavassa joukko erilaisia tuotesovelluksia, jotka perustuvat luonnon materiaalien käyttöön muoveissa 32

33

34

35

Porkkanakuituseostettu ongenvapa 36

Pellavakuituinen kajakki ja pellava/epoksi-katamaraanin runko 37

KIITOKSET MIELENKIINNOSTA KYSYMYKSIÄ 38

HYVÄÄ KESÄÄ 2012 KAIKILLE 39