Noen laadun määrittäminen kumisekoituksesta
Lehtinen, Krista (2016)
Lehtinen, Krista
Tampereen ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201604063939
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201604063939
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin toimeksiannosta Nokian Renkaiden tuotekehitysosaston materiaalikehityksen analyysilaboratoriossa. Laboratoriossa oli havaittu termogravimetrisen analyysin (TGA) yhteydessä, että kumisekoitusten sisältämät erilaiset nokityypit vaikuttaisivat palavan eri lämpötiloissa. Laboratoriossa kiinnostuttiin mahdollisuudesta tunnistaa kumisekoituksen nokityyppi TGA:lla määritettyjen palamislämpötilojen perusteella.
Opinnäytetyön tarkoitus oli tutkia renkaissa käytettävien nokityyppien palamislämpötiloja ja niihin mahdollisesti vaikuttavia tekijöitä termogravimetrisella analyysilla. Työn tavoitteena oli selvittää, palavatko nokityypit toisistaan poikkeavilla lämpötila-alueilla ja voisiko näiden alueiden avulla luoda työkalun nokityypin tunnistamiseksi kumisekoituksesta. Toimiva työkalu helpottaisi nokityypin tunnistamista, koska tällä hetkellä käytössä oleva tunnistusmenetelmä on työläs ja siihen tarvittava näytemäärä huomattavasti suurempi termogravimetriseen analyysiin verrattuna.
Tutkittujen nokityyppien palamislämpötilojen havaittiin olevan osittain päällekkäisiä. Kolmesta nokityypistä kaksi muodosti erilliset palamislämpötila-alueet, mutta kolmas hajaantui palamislämpötiloiltaan näiden kahden muun alueille. Tavoitteena ollutta työkalua ei voitu koostaa yksiselitteisten palamislämpötila-alueiden puuttuessa. Työssä saatiin kuitenkin selville useita nokien palamislämpötiloihin vaikuttavia tekijöitä. Esimerkiksi kumisekoituksissa käytettyjen elastomeerien ja hartsien laatujen havaittiin vaikuttavan merkittävästi määritettyihin palamislämpötiloihin.
Työn tulokset osoittivat, että nokityypin tunnistaminen kumisekoituksesta palamislämpötilojen perusteella ei ole yksinkertaista. Aiemmissa tutkimuksissakaan termogravimetriaa ei ole pystytty osoittamaan soveltuvaksi tekniikaksi nokityypin tunnistamiseen kumisekoituksesta. Jos tunnistustyökalun kehittämistä aiotaan jatkaa, erityyppisille kumisekoituksille voisi luoda erilliset nokien palamislämpötilakuvaajat. Tällaisten kuvaajien etuna olisi joidenkin palamislämpötiloihin vaikuttavien tekijöiden poisrajaaminen. Erilliset nokien palamislämpötilakuvaajat voisi laatia esimerkiksi erilaisille elastomeerityypeille, sillä elastomeerin laatu on helppo määrittää kumisekoituksesta.
Opinnäytetyön tarkoitus oli tutkia renkaissa käytettävien nokityyppien palamislämpötiloja ja niihin mahdollisesti vaikuttavia tekijöitä termogravimetrisella analyysilla. Työn tavoitteena oli selvittää, palavatko nokityypit toisistaan poikkeavilla lämpötila-alueilla ja voisiko näiden alueiden avulla luoda työkalun nokityypin tunnistamiseksi kumisekoituksesta. Toimiva työkalu helpottaisi nokityypin tunnistamista, koska tällä hetkellä käytössä oleva tunnistusmenetelmä on työläs ja siihen tarvittava näytemäärä huomattavasti suurempi termogravimetriseen analyysiin verrattuna.
Tutkittujen nokityyppien palamislämpötilojen havaittiin olevan osittain päällekkäisiä. Kolmesta nokityypistä kaksi muodosti erilliset palamislämpötila-alueet, mutta kolmas hajaantui palamislämpötiloiltaan näiden kahden muun alueille. Tavoitteena ollutta työkalua ei voitu koostaa yksiselitteisten palamislämpötila-alueiden puuttuessa. Työssä saatiin kuitenkin selville useita nokien palamislämpötiloihin vaikuttavia tekijöitä. Esimerkiksi kumisekoituksissa käytettyjen elastomeerien ja hartsien laatujen havaittiin vaikuttavan merkittävästi määritettyihin palamislämpötiloihin.
Työn tulokset osoittivat, että nokityypin tunnistaminen kumisekoituksesta palamislämpötilojen perusteella ei ole yksinkertaista. Aiemmissa tutkimuksissakaan termogravimetriaa ei ole pystytty osoittamaan soveltuvaksi tekniikaksi nokityypin tunnistamiseen kumisekoituksesta. Jos tunnistustyökalun kehittämistä aiotaan jatkaa, erityyppisille kumisekoituksille voisi luoda erilliset nokien palamislämpötilakuvaajat. Tällaisten kuvaajien etuna olisi joidenkin palamislämpötiloihin vaikuttavien tekijöiden poisrajaaminen. Erilliset nokien palamislämpötilakuvaajat voisi laatia esimerkiksi erilaisille elastomeerityypeille, sillä elastomeerin laatu on helppo määrittää kumisekoituksesta.