Muovien pitkäaikaiskestävyyden testimenetelmät

Abstract

Muoveja käytetään monissa erilaisissa käyttökohteissa, kuten pakkauksissa sekä elektroniikka- ja rakennusteollisuudessa. Eri sovelluskohteet asettavat muovituotteille eritasoisia vaatimuksia ja tuotteiden käyttöikä voi vaihdella hyvinkin lyhyestä ajasta vuosikymmeniin. Ajan kuluessa muovin ominaisuudet muuttuvat monien tekijöiden vaikutuksesta, jolloin puhutaan muovin vanhenemisesta. Tuotesuunnittelun ja -kehityksen kannalta on tärkeää saada luotettavaa tietoa siitä, miten eri tekijät vaikuttavat muovien vanhenemiseen ja kuinka pitkä käyttöikä tuotteille voidaan luvata. Tämän työn tarkoituksena on selvittää, millaisilla menetelmillä muovien pitkäaikaiskestävyyttä testataan eli miten tutkittavia näytteitä vanhennetaan ja miten näytteiden muuttuneita ominaisuuksia testataan vanhennuksen jälkeen.

Työ jakaantuu kolmeen osaan. Ensiksi käsitellään muutamaa tähän työhön valittua muovien vanhenemiseen vaikuttavaa ympäristötekijää, minkä jälkeen perehdytään tutkittavien materiaalien vanhentamiseen käytettäviin menetelmiin. Muoveja voidaan vanhentaa joko luonnollisissa olosuhteissa tai laboratoriossa, jossa vanheneminen tapahtuu nopeutetusti. Lopuksi käsitellään testimenetelmiä, joiden avulla selvitetään miten materiaalin ominaisuudet ovat muuttuneet vanhenemisen myötä.

Muovimateriaalien vanhentaminen luonnollisissa olosuhteissa altistaa materiaalin todellisille sääolosuhteiden vaihteluille. Tällainen vanhennustestaus voi kuitenkin kestää useita vuosia, mikä ei useimmiten ole kannattavaa. Tuloksia saadaan nopeammin silloin, kun näytteitä vanhennetaan laboratoriossa keinotekoisesti. Sääolosuhteiden huomattava vaihtelu paikasta, vuorokauden ajasta ja vuodenajasta riippuen tulee ottaa huomioon vanhennustestejä suunniteltaessa. Ongelmaksi muodostuu se, millaiset testiolosuhteet valitaan sellaisille tuotteille, joita on tarkoitus käyttää maailmanlaajuisesti. Työssä kiinnitetään huomiota myös siihen, miten hyvin laboratorioissa toteutettavat nopeutetut vanhennustestit vastaavat materiaalin käyttäytymistä ja kestävyyttä sen todellisissa käyttöolosuhteissa. Laboratoriotestit tulisi toteuttaa niin, että materiaalin vanhenemisen aiheuttama mekanismi pysyisi samana kuin luonnollisissa olosuhteissa, sillä muutoin laboratoriotestit eivät enää vastaa todellisuutta. Työssä tuodaan ilmi myös muita laboratoriotestien ja luonnollisen altistuksen korrelaatiota mahdollisesti heikentäviä tekijöitä.