Self-healing elastomers : A comparison of methods
Backman, Linus (2018)
Backman, Linus
Yrkeshögskolan Arcada
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805046561
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805046561
Tiivistelmä
Itseparanevaa materiaalia löytyy kaikkialla ympärillämme luonnossa. Ihmisten luomat materiaalit eivät kuitenkaan itsessään sisällä itseparanevia ominaisuuksia. Itseparanevat ominaisuudet voisivat olla hyödyksi monessa eri materiaaleissa. Polymeeri on yksi materiaali, joka hyötyisi suuresti itseparanevasta ominaisuudesta. Elastiset polymeerit, joita yleisemmin kutsutaan elastomeereiksi, ovat polymeerejä, jotka normaaleissa olosuhteissa käyttäytyvät kuin kumi ja kuumassa lämpötilassa kuin muovi. Tämä erikoinen yhdistelmä tekee elastomeereistä ainutlaatuisen materiaalin, jolle löytyy monenlaisia käyttötarkoituksia. Työn tarkoituksena on löytää itseparaneva elastomeeri, jolla on parhaat mahdolliset ominaisuudet. Koska alue on laaja, olen valinnut neljä menetelmää, joilla on parhaat mahdolliset ominaisuudet. Valitut menetelmät ovat lämpöä stimuloiva itseparaneminen, itseparaneminen UV säteilyn avulla, mekanokemikaallinen itseparaneminen sekä kapselointi. Neljä kokeellista menetelmää valittiin edustamaan itse paranevia menetelmiä. Itseparaneminen lämpöstimuloinnilla koostuu Diels-Alder sidoksista. Itseparannus UV säteilyn avulla koostuu tritiokarbonaattien dynaamisesta kovalentista uudelleenjärjestämisestä. Mekanokemiallinen itseparaneminen muodostuu polyuretaanista ja kapselointimenetelmä koostuu mikrovaskulaarisesta verkostosta, joka on sisällytetty elastomeeriin. Kaikki neljä kokeellista menetelmää esiteltiin yksityiskohtaisesti työssä. Menetelmiä vertailtiin kustannusten, itseparanemiskyvyn, käytettävyyden ja sen perusteella kuinka helppo itseparanemisprosessi on käyttäjälle. Kun kaikki neljä menetelmää vertailtiin edellä mainittujen kriteerien perusteella, mekaaninen kemiallinen menetelmä oli selvä voittaja. Mekanokemiallisen menetelmän avulla materiaalin itseparaneminen tapahtuu nopeasti huoneenlämmössä ilman stimulointia. Lisäksi menetelmä on kohtuullisen edullinen.