Erilaisten sideainepolymeerikalvojen mekaaniset ominaisuudet

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää ja vertailla CH-Polymersin Oy:n valmistamien erityyppisten ja -rakenteisten polymeerikalvojen lujuus-, sitkeys-, ja kovuusominaisuuksia. Tutkimusmenetelmiksi valittiin veto- ja heilurikovuuskokeet. Lisäksi haluttiin selvittää, miten eri lämpötilat vaikuttavat kyseisiin ominaisuuksiin, koska lasimuutoslämpötilassa polymeerien mekaaniset ominaisuudet muuttuvat merkittävästi.

Opinnäytetyön teoriaosassa käsiteltiin polymeerien rakennetta, mekaanisia ominaisuuksia ja termisistä ominaisuuksista lasimuutoslämpötilaa sekä ominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi käsiteltiin polymeerien valmistusta emulsiopolymeroinnilla ja siitä syntyneiden polymeerihiukkasten rakenteita sekä polymeerikalvojen muodostumista.

Polymeerikalvojen murtovenymäarvot vaihtelivat välillä 150–600 % ja jopa yli tämän. Alhaisimmat murtolujuusarvot olivat 1 MPa ja korkeimmat yli 12 MPa. Heilahdusajat vaihtelivat välillä 6–200 sekuntia. Opinnäytetyön tuloksena syntyi selkeä kuva erityyppisten ja -rakenteisten polymeerikalvojen lujuus-, sitkeys-, ja kovuusominaisuuksia, minkä avulla voidaan kehittää ja valmistaa halutunlaisia sideaineita. Eri lämpötiloissa saaduissa mittaustuloksissa oli havaittavissa ristiriitoja teoriatiedon kanssa, mikä antoi aihetta mahdollisille jatkotutkimuksille.

The aim of this thesis was to determine and compare the strength, toughness and hardness properties of various polymer films manufactured by CH-Polymers Oy. The selected tested methods were tensile test and pendulum damping test. In addition was it was researched how different temperatures affect the properties of polymer films mentioned above, because in the glass transition temperature their mechanical properties change significantly.

In the theoretical section polymers and particle structure, mechanical properties, glass transition temperature and the factors affecting of properties as well as the manufacture of emulsion polymers and formation of polymer films were reviewed.

Polymer films strain values varied between 150–600 % and even beyond this. The lowest stress values were 1 MPa and the highest values were 12 MPa and beyond. Pendulum damping time values varied between 6–200 seconds. As a result of the thesis clear opinion of mechanical properties of various polymer films, which the company can be used in the manufacture of binders, was obtained. The effect of glass transition temperature on mechanical properties could be studied more in further studies.