Kierrätysmuovien modifiointi
Hiljanen, Maija (2014)
Hiljanen, Maija
2014
Materiaalitekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2014-06-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201406061283
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201406061283
Tiivistelmä
Tämä diplomityö on tehty osana projektia ”Uusiomuovin vaikutukset valmistusproses-siin, tuotteiden ominaisuuksiin ja käyttöön”. Työn tavoitteena on tutkia kierrätettyjen teknisten muovien modifiointia kierrätyksen ja uudelleenkäytön tehostamiseksi. Työn teoreettisessa osuudessa keskitytään muovien mekaaniseen kierrätykseen, modifiointiin sekä kierrätyksen haasteisiin. Kokeellisessa osuudessa modifioidaan kolmen eri teknisen muovin ominaisuuksia eri lisäaineiden avulla.
Muovit soveltuvat kierrätettäviksi, mutta kierrätysmuovien käytön lisäämiseksi niille tulisi löytää lisää potentiaalisia käyttökohteita, jotka ovat taloudellisesti kannattavia. Yksi mahdollisuus kierrätyksen lisäämiselle on muovien modifiointi käyttökohteen mu-kaan. Muovien rakenne muuttuu käytön aikana, jolloin ominaisuudet heikkenevät ja näin ollen kierrätysmuovien käyttö alkuperäisiin sovelluksiin ei ole useinkaan mahdollista. Modifioinnin avulla muovien ominaisuuksia voidaan muokata ja vakioida vastaamaan käyttökohteen tarpeita. Tähän voidaan käyttää eri lisäaineita kuten lujitteita, täyteaineita, kompatibilisaattoreita, stabilaattoreita ja iskusitkisteitä. Työn teoriaosuudessa käsitellään mekaanista kierrätystä, jolla muovien ominaisuuksia voidaan modifioida. Erityisesti keskitytään modifiointiin lisäaineiden avulla. Teoriaosuudessa käsitellään myös kierrätysmuovien käyttöä, haasteita ja imagoa nykypäivänä.
Työn kokeellisen osuuden tarkoituksena on tutkia teknisten kierrätysmuovien modifi-ointimahdollisuuksia. Kolmen kierrätetyn teknisen muovin (polykarbonaatti PC, poly-karbonaatin ja akryylinitriili-butadieeni-styreenin seos PC/ABS ja polyamidi PA) omi-naisuuksia pyritään parantamaan eri lisäaineiden avulla. Kierrätysmuovit ovat peräisin taajuusmuuttajista, joiden mekaaniset ominaisuudet on määritetty. Modifioitujen mate-riaalien ominaisuuksia voidaan verrata näihin kierrätettyjen materiaalien alkuperäisiin ominaisuuksiin.
Kierrätysmuovien ominaisuuksia saatiin modifioitua lisäaineiden avulla. Wollastoniitti ja lasikuitu paransivat PC/ABS:n ja PC:n lujuutta ja jäykkyyttä, mutta tällöin sitkeys heikkeni. Kompatibilisaattorin avulla PC/ABS:n iskulujuutta saatiin parannettua merkit-tävästi. PC sitkistyi huomattavasti, kun siihen lisättiin neitseellistä ABS:ää ja kompati-bilisaattoria. Lisäaineiden käyttö kasvattaa materiaalien viskositeettia, mikä tulee huo-mioida niiden prosessoinnissa. Melko pienillä lisäainemäärillä voidaan parantaa kierrä-tysmuovien ominaisuuksia, mutta tutkimuksen mukaan samanaikaisesti saadaan modi-fioitua vain muutamaa materiaaliominaisuutta.
Muovit soveltuvat kierrätettäviksi, mutta kierrätysmuovien käytön lisäämiseksi niille tulisi löytää lisää potentiaalisia käyttökohteita, jotka ovat taloudellisesti kannattavia. Yksi mahdollisuus kierrätyksen lisäämiselle on muovien modifiointi käyttökohteen mu-kaan. Muovien rakenne muuttuu käytön aikana, jolloin ominaisuudet heikkenevät ja näin ollen kierrätysmuovien käyttö alkuperäisiin sovelluksiin ei ole useinkaan mahdollista. Modifioinnin avulla muovien ominaisuuksia voidaan muokata ja vakioida vastaamaan käyttökohteen tarpeita. Tähän voidaan käyttää eri lisäaineita kuten lujitteita, täyteaineita, kompatibilisaattoreita, stabilaattoreita ja iskusitkisteitä. Työn teoriaosuudessa käsitellään mekaanista kierrätystä, jolla muovien ominaisuuksia voidaan modifioida. Erityisesti keskitytään modifiointiin lisäaineiden avulla. Teoriaosuudessa käsitellään myös kierrätysmuovien käyttöä, haasteita ja imagoa nykypäivänä.
Työn kokeellisen osuuden tarkoituksena on tutkia teknisten kierrätysmuovien modifi-ointimahdollisuuksia. Kolmen kierrätetyn teknisen muovin (polykarbonaatti PC, poly-karbonaatin ja akryylinitriili-butadieeni-styreenin seos PC/ABS ja polyamidi PA) omi-naisuuksia pyritään parantamaan eri lisäaineiden avulla. Kierrätysmuovit ovat peräisin taajuusmuuttajista, joiden mekaaniset ominaisuudet on määritetty. Modifioitujen mate-riaalien ominaisuuksia voidaan verrata näihin kierrätettyjen materiaalien alkuperäisiin ominaisuuksiin.
Kierrätysmuovien ominaisuuksia saatiin modifioitua lisäaineiden avulla. Wollastoniitti ja lasikuitu paransivat PC/ABS:n ja PC:n lujuutta ja jäykkyyttä, mutta tällöin sitkeys heikkeni. Kompatibilisaattorin avulla PC/ABS:n iskulujuutta saatiin parannettua merkit-tävästi. PC sitkistyi huomattavasti, kun siihen lisättiin neitseellistä ABS:ää ja kompati-bilisaattoria. Lisäaineiden käyttö kasvattaa materiaalien viskositeettia, mikä tulee huo-mioida niiden prosessoinnissa. Melko pienillä lisäainemäärillä voidaan parantaa kierrä-tysmuovien ominaisuuksia, mutta tutkimuksen mukaan samanaikaisesti saadaan modi-fioitua vain muutamaa materiaaliominaisuutta.