Mineraalitäyteaineet komposiiteissa



Samankaltaiset tiedostot
LUONNON MATERIAALIT MUOVEISSA

Greenline 2012 kierrätettävien ja ympäristöystävällisten materiaalien mahdollisuuksia veneenvalmistuksessa

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

LUONNONMATERIAALIT/POLYMEE- RIT PUOLIVALMISTEET

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

ANNE RUUPUNEN LUONNONMATERIAALISEOSTETTUJEN KESTOMUOVIEN REO- LOGISET OMINAISUUDET. Diplomityö

Keraamit ja komposiitit

Vuolukivi on yksi Suomen kallioperän aarteista

TYÖYMPÄRISTÖN MATERIAALIT

Kalkkikivi. Puhdistaa, neutraloi, täyttää, stabiloi.

PÄÄLLYSTYKSEN KEMIAA BJ60A0600. Stora Enso Oyj Consumer Boards 1 (66) Tuula Sokka/TSo

Kivinen Maa, Airi Hortling 1

Merkittavimmat mineraalit niiden tuotannon arvon rnukaan ovat olleet talkki, apatiitti, wollastoniitti, kvartsi, maasalpa, asbesti, teollisuuskivet.

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Kemiantekniikan osasto Paperitekniikan laboratorio Kandityö PAPERIN JA KARTONGIN PIGMENTTIPÄÄLLYSTYSMENETELMÄT

RAKENNUSJÄTTEEN KÄYTTÖMAHDOLLISUUDET KUITUKOMPOSIITTIEN RAAKA-AINEENA POSSIBILITIES OF USING CONSTRUCTION WASTE AS RAW MATERIAL IN FIBER COMPOSITES

Kolme lineaaristen polyamidien valmistusmenetelmistä on kaupallisesti merkittäviä:

Betonitutkimusseminaari 2016 Sementtiä korvaavat aineet; mahdollisuudet ja rajoitteet. TkT Anna Kronlöf, VTT Expert services Oy

KALKKIA MAAN STABILOINTIIN

Muovit kiertoon! Maija Pohjakallio,

Sidosryhmäkyselyyn perustuva selvitys teollisuusmineraalien tutkimustarpeista Suomessa Timo Ahtola


Nestekidemuovit (LCP)

Komposiitit osana puutuoteteollisuutta. Timo Kärki LUT

Martti Korhonen: kehittämiseen (Kuusamo )

Polymetyylimetakrylaatti (PMMA)

KALKKIA SAVUKAASUJEN PUHDISTUKSEEN

SUOMEN MUOVITEOLLISUUS

UPM ProFi -komposiitit. PALKITTUA KIERRÄTYSTEKNOLOGIAA Katri Parovuori

KALKKIA VEDENPUHDISTUKSEEN

Mineraaliklusterin. Hannu Hernesniemi, Tutkimusjohtaja, Etlatieto Oy Mineraalistrategia Työpaja , Långvik

Adare Co. Limerick Irlanti Puh Sähköposti: Verkkosivu:

MAIJA HILJANEN KIERRÄTYSMUOVIEN MODIFIOINTI. Diplomityö

YHDYSKUNTATEKNIIKKA. Uponor Ultra Classic uuden sukupolven sileä maaviemärijärjestelmä

PUU-MUOVIKOMPOSIITIT

Meiltä levyt kaikkiin tarpeisiinne. Tuoteluettelo

Celadon lasitteet Celadon Glazes

NPHarvest INNOVATIIVINEN KIINTOAINEEN JA FOSFORIN POISTO ESIKÄSITTELYNÄ KALVOREAKTORILLE. Juho Uzkurt Kaljunen

INNOVATIIVINEN KIINTOAINEEN JA FOSFORIN POISTO ESIKÄSITTELYNÄ KALVOREAKTORILLE. Jatkuvatoiminen laitteisto

Puun teollinen pintakäsittely. Tikkurila Oyj, 2010 Puun teollinen pintakäsittely Luku 1

Johanna Tikkanen, TkT

Etelä-Karjala kohti kiertotaloutta FISS Etelä-Karjalan teollisten symbioosien palvelu hankkeen loppuseminaari Kehruuhuone, Lappeenranta

Muovitulostuksen mahdollisuudet mallien ja keernalaatikoiden valmistuksessa Riku Rusanen, Prenta Oy

Komposiittitutkimuksella tuotteisiin

Epäorgaaniset kuidut

Metsäteollisuuden sivuvirrat Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet

Myös normaali sadevesi on hieman hapanta (ph n.5,6) johtuen ilman hiilidioksidista, joka liuetessaan veteen muodostaa hiilihappoa.

Siilinjärven kaivoksen rikastushiekan hyödyntäminen pilaantuneen maaperän kunnostamisessa

Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen?

CHEM-C2230 Pintakemia L11 Pintakemia teollisissa prosesseissa - yhteenveto

Polypropeeni on kestomuovi, joka muodostuu propeenimonomeereistä (kuva 1.). Sen moolimassa vaihtelee g/mol välillä.

Piikarbidi, jalokorundi ja tavallinen korundi

KAIVANNAISTOIMINTA KAINUUSSA

Johdinspiraalit PLIOSPIRE Hyvä suojaus, nopeampi asennus

Side- ja lisäaineet pellettituotannossa

Keywords: Flogopite mica, Red Earthenware clay body, Stoneware clay body

V JAKSO KIVENNÄISTUOTTEET 25 RYHMÄ SUOLA; RIKKI; MAA- JA KIVILAJIT; KIPSI, KALKKI JA SEMENTTI

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

Advanced Materials Araldite 2021 TUOTESELOSTE

Luonnonkuitukomposiittien. ruiskuvalussa

SSO-maatalous 2017 Viking Grace Jan Drugge. Nordkalk Member of Rettig Group

Myös hiekan sideaine vaikuttaa sullonnan määrään. Hartsisideainehiekkojen sullontatarve on huomattavasti vähäisempi kuin bentoniittihiekkojen.

Recipes. for. Success Onnistumisen reseptit kalkin käyttäjille

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa

Advanced Materials Araldite 2048 TUOTESELOSTE

Liian taipuisa muovi

Termoplastiset polyesterit: Polyeteenitereftelaatti

KALKKI JA KALKKIKIVI

Kiteisyys ja amorfisuus CHEM-C2400 Materiaalit sidoksesta rakenteeseen

Etelä-Karjalan vastaavat päästöt vuonna 2011

Puristetaan puusta vielä parempaa

Suomalainen ja ruotsalainen mänty rakennuspuusepän-, sisustus- ja huonekalutuotteiden raaka-aineena

Rakennekalkki Ratkaisu savimaiden rakenneongelmiin VYR viljelijäseminaari 2018 Kjell Weppling ja Anne-Mari Aurola / Nordkalk Oy Ab

Bisco Spotlight 2015

MEKAANISET OMINAISUUDET

Teknologiat yrityksille muovin hyödyntämiseen

Muoviteollisuuden palveluksessa

Advanced Materials Araldite 2015 TUOTESELOSTE

Betonin valmistajan näkökulma. By 43. Mika Autio, Kehityspäällikkö

MUOVIX OY Muovijätteen hyödyntäminen Kemian Päivät: Nyhjää Tyhjästä Mikko Koivuniemi

LIIAN TAIPUISA MUOVI

Exel Composites Reinforcing Your Business Pienten yhtiöiden Pörssi-ilta Oulussa Vesa Korpimies Toimitusjohtaja

Luonnonkuitulujitetut komposiitit tuulienergian tuotannossa

Advanced Materials Araldite TUOTESELOSTE

MATERIAALIVIRRAT JA SÄHKÖNKULUTUSMITTAUKSET EKSTRUUSIOTUOTANNOSSA

LIGNIINI yleisesti käytettyjä termejä

MUOVIINSIDOTUT MAGNEETIT

FORD ST _ST_Range_V2_ MY.indd FC1-FC3 27/06/ :24:01

Biotalouden uudet tuotteet

Kuva: Copyright Simona AG TEKNISET MUOVIT 8/2012

TÄYTEAINEEN VAIKUTUS PAPERIN LUJUUTEEN

Betonilattioiden pinnoitusohjeet

Kehittämishankkeet Circwaste ja UIR

Exel Composites Reinforcing Your Business

Etelä-Suomen aluetoimisto Hannu Seppänen Timo Ahtola Jukka Reinikainen

PINTAKÄSITTELY PUHALLUSAINEET

Paperikiista heikensi toista vuosineljännestä

Betonituotteet kemiallista kestoa vaativiin kohteisiin Ruskon Betoni Oy , Niko Riikonen

MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet

Larox Group. Täyden palvelun nesteen ja kiintoaineen erotusta

MEKAANISET OMINAISUUDET

Transkriptio:

Mineraalitäyteaineet komposiiteissa Nordkalk Oy Ab Anssi Koikkalainen

Nordkalk Oy Ab Pohjois-Euroopan johtava korkealaatuisten kalkkikivituotteiden valmistaja Euroopan ainoa wollastoniitin tuottaja Henkilöstö: ~1180 Liikevaihto 369,2 M (2011) Omistaja: Rettig Group 21 raaka-ainelähdettä 18 avolouhosta 3 maanalaista kaivosta Tuotanto n.14,5 M tonnia kalkkikiveä vuosittain Muoviteollisuuden fillerituotanto Lappeenranta Wollastoniitti ja kuivakalsiitti Nordkalk 2012

Muoviteollisuuden mineraalit Muoviteollisuus käyttää mineraaleja Alentamaan raaka-ainekustannuksia Parantamaan muovien mekaanisia ominaisuuksia Parantamaan lämmön- ja tulenkesto-ominaisuuksia Pienentämään kutistumaa ja lämpölaajenemista Parantamaan työstettävyyttä Lisäämään kovuutta ja kulutuskestävyyttä Alentamaan vedenabsorptiota Parantamaan maalattavuutta / pinnoitettavuutta Antamaan väriä 28/05/2012 3

Mineraalien toiminnallisuuteen vaikuttavia ominaisuuksia muoveissa Nordkalk 2012 Partikkelikokojakauma Partikkelimuoto Partikkelin dimensionaalinen muotosuhde Ominaispinta-ala Pintaominaisuudet (yhteensopivuus polymeerin kanssa) Öljyluku Kovuus Tiheys Väri Taitekerroin Epäpuhtaudet 28/05/2012 4

Yleisimmät muoveissa käytettävät mineraalitäyteaineet Kalsiumkarbonaatti Luonnon kalsiumkarbonaatit: Kalsiitti, liitu, dolomiitti Saostettu kalsiumkarbonaatti: PCC CaO + CO 2 Talkki Wollastoniitti Kiille Kaoliini (kalsinoitu) 28/05/2012 5

Mineraalitäyteaineiden ominaisuuksia Mineraali Tyyppi Kuva Partikkelimuoto Kovuus (Moh s) Pintaominaisuus Kalsiitti Kalsiumkarbonaatti Jyvämäinen, epäsäännöllinen PCC Kalsiumkarbonaatti Useita eri partikkelimuotoja saatavilla 3 Hydrofiilinen 3 Hydrofiilinen Talkki Magnesiumsilikaatti Hiutalemainen 1 Hydrofobinen Wollastoniitti Kalsiumsilikaatti Neulasmainen 4,5-5 Hydrofiilinen Kaoliini Alumiinisilikaatti Hiutalemainen 2,5 Hydrofiilinen Kiille Alumiinipotassiumsilikaatti Hiutalemainen 2-3 Hydrofiilinen Kvartsi Piidioksidi Jyvämäinen, epäsäännöllinen 7 Hydrofiliinen 28/05/2012 6

Komposiittikokeet mineraalitäyteaineilla, koesarja I (LTY, Ruokolahti) Tulokset esitetty artikkeleissa: Mineral fillers for wood plastic composites ja Impact of mineral fillers to the moisture resistance of WPC, Huuhilo, Martikka, Butylina, Kärki, LTY 28/05/2012 7

Materiaalit ja laitteisto Ekstruuderi Weber twin screw extruder CE 7.2. Materiaalit Polypropeeni: Ineos Eltex P HY001P Sideaine: Arkema OREVAC CA 100 (Maleiini-anhydridigraftattu-polypropeeni) Puukuitu: Conifer sawdust, fiber size 1,6 mm Voiteluaine: Struktol TPW 113 Mineraalit: Kalsiumkarbonaatti (Nordkalk FC 2,5) Wollastoniitti I (Nordkalk FW 400, alhainen muotosuhde, 3-5:1) Wollastoniitti II (Nordkalk Norwoll 7, korkea muotosuhde, 10:1) Vuolukivi ( Soapstone ) Talkki (Mondo Minerals Finntalc M30) Mineraalit syötettiin pääsyöttöön yhdessä muoviraaka-aineiden ja puukuidun kanssa Nordkalk 2012 28/05/2012 8

Mineraalitäyteaineiden ominaisuudet Mineral Bulk density g/cm 3 Density g/cm 3 Moh s hardness Particle size d50% m Particle size d90% m CaCO FC 2,5 3 0.52 2.70 3 1.4 7.0 FW400 0.75 2.94 4.5 10.6 40.0 HARWoll7 Norwoll 7 0.29 2.94 4.5 9.8 36.6 Soap stone 2.98 2.5 19.8 91.4 Talc 0.75 2.75 1 14.5 37.4 FC 2,5 FW 400 Norwoll 7 Vuolukivi Talkki 28/05/2012 9

Komposiittireseptuurit Verrokki, komposiittilankku: 22 % PP 3 % MAPP 75 % Puukuitu Mineraalitäytteiset: 30 % PP 3 % MAPP 3 % voiteluaine 44 % Puukuitu 20 % Mineraalitäyteaine 28/05/2012 10

Wo II, Norwoll 7 Nordkalk 2012 Turpoama ekstruusiossa 28/05/2012 11

Vetolujuus ja kovuus Norwoll 7 28/05/2012 12

Taivutuslujuus Norwoll 7 28/05/2012 13

28/05/2012 14

Veden absorptio Norwoll 7 28/05/2012 15

Paksuusturpoama vedessä Nordkalk 2012 Norwoll 7 28/05/2012 16

Taivutuslujuuden heikentyminen syklisen rasituksen jälkeen Nordkalk 2012 28/05/2012 17

Yhteenveto Nordkalk 2012 Mineraalitäytetyt komposiitit Merkittävästi pienempi turpoama ekstruusiossa Korkeampi vetolujuus ja kovuus Merkittävästi alempi vedenabsorptio ja turpoama vedessä Pitivät huomattavasti paremmin taivutuslujuuden syklisessä rasituksessa Eroja mineraalien välillä Talkki Antoi parhaat ominaisuudet veden absorption, turpoaman ja syklisen rasituksen osalta Kalsiumkarbonaatti Antoi parhaan vetolujuuden Wollastoniitti Nosti komposiitin kovuutta eniten FW 400 antoi korkeimman taivutuslujuuden Tulikiven sahausjäte Antoi pienimmän paksuusturpoaman vedessä Huomioitavaa Korkean muotosuhteen omaavan Norwoll 7 wollastoniitin kiderakenne rikkoutui ekstruusiossa korkeiden leikkausvoimien seurauksena Tämän tyyppiset tuotteet syötetään normaalisti ekstruuderiin sivusyötöllä sulavaiheeseen kuidun katkeamisen välttämiseksi 28/05/2012 18

Koesarja II, pintakäsitellyt mineraalit 28/05/2012 19

II Koesarja I koesarjan parhaat ominaisuudet saavutettiin talkilla Eritoten vedenabsorptiossa ja syklisessä rasituksessa Talkki on hydrofobinen ja siten hyvin yhteensopiva polypropeenin kanssa, wollastoniitti ja kalsiumkarbonaatti ovat hydrofiilisiä Koesarjan II, tavoitteet Parantaa wollastoniitin ja kalsiitin ominaisuuksia komposiitissa mineraalin pintakäsittelyllä Muokkaamalla mineraalin pinta hydrofobiseksi / yhteensopivaksi Polypropeenin kanssa Stearaattipinnoitettu kalsiumkarbonaatti (FC 2,5 + stearaatti) Silaanikäsitelty wollastoniitti (Norwoll 7 ST5) Lisäksi testattiin Nordkalkin prosessissa syntyvää, ei kaupallista, hienojakoista kalsiumkarbonaattia ( Rikastehiekka ) 28/05/2012 20

Koesarja II, vedenabsorptio Norwoll 7 ST5 Norwoll 7 FC 2,5 28/05/2012 21

Koesarja II, paksuusturpoama Norwoll 7 ST5 Norwoll 7 FC 2,5 28/05/2012 22

28/05/2012 23

28/05/2012 24

Yhteenveto, koesarja II Mineraalien pintakäsittelyt alensivat merkittävästi komposiitin vedenabsorptiota ja kosteuden aiheuttamaa paksuusturpoamaa Pintakäsitellyt tuotteet pienensivät myös taivutuslujuuden alenemaa syklisen rasituksen jälkeen Nordkalkin prosessin kuivatulla rikastehiekalla saavutettiin erittäin hyviä tuloksia 28/05/2012 25

Jatkotutkimusaiheita Mineraalien vaikutus komposiittien kulutuskestävyyteen Mineraalien mahdollisuudet co-ekstruusiossa Mineraalien vaikutus komposiittien palonkestoominaisuuksiin Mineraali- ja muun prosessiteollisuuden jätevirtojen tutkiminen komposiittien raaka-aineeksi Nordkalk pyrkii tuotteistamaan kokeessa käytetyn rikastehiekan Vaatii investointeja suodatukseen ja kuivaukseen, lähtömateriaali on vain n. 2 3 % kiintoainepitoisuudessa 28/05/2012 26

Kiitos! 28/05/2012 27