Puuvillakuitulujitteinen polypropeeni : ekologinen luonnonkuitukomposiitti
Kauppinen, Katja (2011)
Kauppinen, Katja
Lahden ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105117304
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105117304
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli valmistaa ekologinen muovikomposiitti. Työssä tutkittiin muuhun käyttöön kelpaamattoman materiaalin soveltuvuutta lujitteeksi. Työhön sisältyi sopivien raaka-aineiden valitseminen, niistä muodostuvan komposiitin valmistus ja sen testaus. Lujitemateriaaliksi valittiin tekstiilijätteestä saatava puuvillakuitu ja matriisimuoviksi polypropeeni. Työ tehtiin Lahden ammattikorkeakoulun Tekniikan laitokselle.
Työn teoriaosassa tutustutaan tekstiilien kierrätykseen ja tarkastellaan muovikomposiittien, polypropeenin sekä puuvillan ominaisuuksia. Lisäksi perehdytään työssä käytettyihin valmistus- ja testausmenetelmiin. Valmistusmenetelminä käytettiin ekstruusiota ja ruiskuvalua ja valmistettujen koesauvojen testaukseen veto- ja iskukoetta. Lisäksi materiaalin lämpöominaisuuksia tutkittiin DSC:llä.
Tutkimusosassa käydään läpi uusiokuidun, komposiittiraaka-aineen sekä koekappaleiden valmistusta. Uusiokuidun valmistaminen tekstiileistä vaati hieman improvisointia, mutta lopputulos oli erittäin hyvä. Komposiittiraaka-aine valmistettiin ekstrudoimalla, mikä osoittautui hitaaksi ja vaivalloiseksi. Raaka-aineesta valmistettiin ruiskuvalamalla koekappaleita testejä varten. Kappaleissa käytettiin kahta lujitteen paino-osuutta (20 ja 40 p%), jotta voitiin tutkia lujitteen määrän vaikutusta komposiitin ominaisuuksiin.
Testitulokset osoittivat, että puuvillakuitu lisää muovin jäykkyyttä ja iskulujuutta. Se ei kuitenkaan lisää vetolujuutta, minkä syynä on todennäköisimmin se, ettei komposiitissa käytetty kytkentäaineita. Puuvillakuitulujitettua polypropeenia pitäisi voida käyttää samoissa käyttösovelluksissa kuin muitakin selluloosakuiduilla lujitettuja muovikomposiitteja, jos kytkentäaineella saataisiin materiaalista lujempaa.
Työn teoriaosassa tutustutaan tekstiilien kierrätykseen ja tarkastellaan muovikomposiittien, polypropeenin sekä puuvillan ominaisuuksia. Lisäksi perehdytään työssä käytettyihin valmistus- ja testausmenetelmiin. Valmistusmenetelminä käytettiin ekstruusiota ja ruiskuvalua ja valmistettujen koesauvojen testaukseen veto- ja iskukoetta. Lisäksi materiaalin lämpöominaisuuksia tutkittiin DSC:llä.
Tutkimusosassa käydään läpi uusiokuidun, komposiittiraaka-aineen sekä koekappaleiden valmistusta. Uusiokuidun valmistaminen tekstiileistä vaati hieman improvisointia, mutta lopputulos oli erittäin hyvä. Komposiittiraaka-aine valmistettiin ekstrudoimalla, mikä osoittautui hitaaksi ja vaivalloiseksi. Raaka-aineesta valmistettiin ruiskuvalamalla koekappaleita testejä varten. Kappaleissa käytettiin kahta lujitteen paino-osuutta (20 ja 40 p%), jotta voitiin tutkia lujitteen määrän vaikutusta komposiitin ominaisuuksiin.
Testitulokset osoittivat, että puuvillakuitu lisää muovin jäykkyyttä ja iskulujuutta. Se ei kuitenkaan lisää vetolujuutta, minkä syynä on todennäköisimmin se, ettei komposiitissa käytetty kytkentäaineita. Puuvillakuitulujitettua polypropeenia pitäisi voida käyttää samoissa käyttösovelluksissa kuin muitakin selluloosakuiduilla lujitettuja muovikomposiitteja, jos kytkentäaineella saataisiin materiaalista lujempaa.