hintakehitys suurimmat valmistajat ja hintakehitys 2008– · equipolymers 10 % neo group 9 %...

60 61m u o v i e n e s i t t e l y 1 . 2 . t e k n i s e t k e s t o m u o v i t

Lyhenne PET-AKauppanimi Lighter C93

Tiheys g/cm3 1,33

Täyteaine

Sulamis-/lasisiirtymäpiste oC 247

Vetokimmokerroin MPa 2 300

Vetolujuus MPa 55

Myötövenymä % 4

Murtovenymä % 250

Iskulujuus KJ/m2

Lovi-iskulujuus KJ/m2 4,5

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ/m2

Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5/K 8,3

Lämmönjohtavuus W/Km

Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94

Suositeltu työstötapa puhallusmuovaus

Sulalämpötila oC 277

Esimerkkinä Equipolymersin pullolaatu Lighter C93.Sitä myy ja markkinoi Suomessa Telko.

1,8

1,7

1,6

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

Hintakehitys

PET, kirkas

Kierrä- tetty rPET, kirkas

€/kg

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

PIE

Yhteensä noin 3 000 tuhatta tonnia

AMI

PET:n käyttökohteet Euroopassa (ilman kuituja)

Virvoitusjuoma-pullot 840

Muut ruoka- ja juomapakkaukset 570

Levy- ekstruusio 480

Hiilihappo- vesipullot 300

Muu 210 Mineraali- vesipullot 600

Muu ruiskuvalu 20

Lue lisääPET-A:sta

PET-tuotantokapasiteetit Euroopassa


Indorama 25 %

Lotte Chemical 11 %

Equipolymers 10 %

Neo Group 9 %Selenis 8 %

Novapet 7%

JBF Industries 12 %

Muut 18 %

Suurimmat valmistajat ja hintakehitys 2008–Indonesialainen Indorama Ventures on vii-me vuosina noussut sekä Euroopan että maailman suurimmaksi PET-raaka-aineval-mistajaksi. Sillä on Euroopassa tuotantolai-tokset Alankomaissa, Puolassa ja Liettuas-sa. 2010-luvulla markkinoille tuli toinenkin uusi tuottaja, intialainen JBF Industries. Se

rakensi vuonna 2014 täysin uudet tuotan-tolinjat Belgian Geeliin, jonne syntyi Euroo-pan suurin PET-tehdas. PET:n hinta on hei-lahtellut rajusti 1,0–1,8 euroa. Koska juoma-pulloja murskataan ja kierrätetään, on myös kierrätys-PET:tä paljon tarjolla. Koska kierrä-tys-PET on kirkasta ja granuloitua, sen käyt-tö seuraa neitseellisen PET:n käyttökäyrää, mutta maksaa noin 0,25 e/kg vähemmän.

Eniten PET-raaka- ainetta Euroopassa valmistavat indonesialainen ja intialainen yritys.

PET-pullon pohja.

Sabis


Styreenin kopolymeerit SAN, ABS ja ASA

HistoriaaSAN kehitettiin 1940-luvulla parantamaan hauraan ja kemikaalinkestoltaan rajallisen lasinkirkkaan PS:n ominaisuuksia. ABS puo-lestaan korvasi pinnanlaadultaan keskinker-taisen SB:n monissa käyttöesineissä. ASA ke-hitettiin 1970-luvulla parantamaan styreenin kopolymeerien UV-kestävyyttä. Lähes lasin-kirkas ABS-tr tuli markkinoille 1980-luvun lo-pussa.

SAN, styreeniakryylinitriiliStyreenistä ja akryylinitriilistä kopolymeroi-tiin SAN, jonka kemikaalinkesto on parempi kuin PS:llä. Myös SAN on lasinkirkas. SAN on kuitenkin vaikeampaa työstää ja hinnaltaan kalliimpaa. SAN on sopiva materiaali sovel-luksiin, joissa PS:n hauraus ja riittämätön lämmönkesto olivat ongelma. SAN:stä on tehty mm. kestäviä astioita.

ABS, Akryylinitriili- butadieenistyreeniABS:llä ei ole PS:n lasinkirkkautta, jäykkyyt-tä eikä pintakovuutta, mutta siitä voidaan tehdä monenlaisia tuotteita hyvän työs-tettävyyden ja erinomaisen pinnanlaadun

ansiosta. ABS:n käyttöä lisäävät myös hyvä lämpömuovattavuus, lasermerkattavuus ja metalloitavuus. ABS on yleisin muovi, joka metalloidaan galvaanisesti. ABS soveltuu hyvin elektroniikan ja laiteteollisuuden tar-peisiin pinnanlaadun ja mittatarkkuuden vuoksi. Perinteiset Lego-nappulat kuvaavat hyvin ABS:n ruiskuvalettavuutta ja kestä-vyyttä. Toinen tuttu sovellus ovat ABS-levys-tä lämpömuovatut matkalaukut.

ABS-trABS-tr on läpinäkyvä ABS. Sen valonläpäisy ei ole ihan akryylin tai PS:n luokkaa, mutta kirkkaana, iskulujana ja värittömänä muo-vina se on löytänyt käyttäjänsä mm. paperi-servettien ja -käsipyyhkeiden annostelijois-sa. ABS-tr:n hinta laski alle polykarbonaatin hinnan 2000-luvulla, jolloin ABS-tr korvasi polykarbonaatin useassa käyttökohteessa, joissa ei tarvita PC:n lämmönkestävyyttä.

ASA, akryylinitriili- butadieeniakryyliesteriABS kellastuu pitkäaikaisessa ulkokäytössä. ASA:ssa iskulujuutta antava butadieeni-blok-ki on korvattu akryyliesterillä. Tämän ansios-ta muovi kestää sekä UV-säteilyä että pitkä-aikaista lämpövanhenemista. Muuten ASA on ominaisuuksiltaan hyvin ABS:n kaltainen, vain hinta on selvästi kalliimpi.

Styreenin kopolymeerien ominaisuudetKaikki styreenin kopolymeerit antavat tuot-teelle kauniin pinnan. Ruiskuvalussa pitki-en ja ohuiden kappaleiden valmistaminen

saattaa tuottaa ongelmia, sillä kolypomee-reilla on huono sulajuoksevuus. Sen sijaan le-vy- ja profiiliekstruusioon ABS sopii mainiosti. Myös esimerkiksi kromipinta tarttuu tiukasti ABS:ään. Se voidaan saada aikaan niin tyhjiö-tekniikalla kuin kemiallis-sähköisellä proses-silla. Pakkasessa styreenin kopolymeerit hau-rastuvat, mutta vain lievästi. Vain SAN:ssä on jäljellä PS:n lasinkirkkaus, MABS:ssä osin.

KäyttökohteitaABS:ää käytetään paljon autojen näkyvis-sä muoviosissa. Kojelaudat, lokeroiden ja ovien kahvat sekä takapenkin kääntöpöy-dät ovat tyypillisesti ABS:stä valmistettuja. Ekstrudoitua ABS-levyä lämpömuovataan niin pienveneiksi, raha-automaattien etu-levyiksi kuin katsomoistuimiksi. Pölynimu-rin kuori on perinteisesti valmistettu ABS:s-tä, samoin kuin monien muiden kodin sää-dinten ja laitteiden kuoret. Vesihanojen se-koittimet, vivut ja suihkupäät ovat useasti kromattua ABS:ää. SAN:ää käytetään koti-talousesineissä, kuten lasinkirkkaissa mehu-kannuissa. ASA:n UV-kestävyys yhdistettynä kauniiseen pintaan tekee siitä oivan mate-riaalin niin ABS-veneiden pintakerrokseen

ABS-osia au-tomaattivaih-teisen auton sisätilassa.

Vesikannut valmistetaan usein SAN:stä.

ABS virtuaali-lasien kuoressa innostaa.

algris

algris

ballis

PasiKorostus

PasiTarralapputelineissä kahvioissa ja julkisissa wc:issä.

64 651 . 2 . t e k n i s e t k e s t o m u o v i t

kuin putkivalaisimien päätylevyihin. ABS:n ja SAN:n pääkäyttökohteet ovat pysyneet samoina vuosikymmeniä.

ABS:n hintakehitys ja markkinat 2008-Euroopan suurin styreenintuottaja on Styro-lution. Sillä on suurempi kapasiteetti valmis-taa ABS:ää ja SAN:ää kuin kaikilla muilla Eu-roopan tuotantolaitoksilla yhteensä.

ABS:n kilohinta notkahti alaspäin lähes vii-denneksen vuonna 2009. Vuosikymmenen vaihteen jälkeen luonnonvärisen ABS:n suu-rasiakashinta on vaihdellut paljon: halvim-millaan luonnonvärinen ABS on maksanut 1,5 euroa ja kalleimmillaan 2,5 euroa kilolta. Vär-jätty ABS maksaa tyypillisesti viisikymmentä senttiä enemmän kuin luonnonvärinen. Hal-vinta on kierrätetty musta ABS, joka maksaa viisikymmentä senttiä vähemmän kuin luon-nonvärinen.

Lyhenne ABS-HI ABS-trKauppanimi LG HI-121 LG TR-557I

Tiheys g/cm3 1,05 1,09

Täyteaine - -

Sulamis-/lasisiirtymäpiste oC

Veden imeytyminen vedessä %

Vetokimmokerroin MPa 2 000 1 750

Vetolujuus MPa 46 41

Myötövenymä % 6 6

Murtovenymä % 30 40

Iskulujuus KJ/m2

Lovi-iskulujuus KJ/m2

Iskulujuus -30 oC KJ/m2

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ/m2

Lämpötaipuma (HDT/A) oC 85 86

Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC)

10-5/K


Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94 HB HB

Pintaresistanssi Ohmi

Läpilyöntilujuus KV/mm

Suositeltu työstötapa ruiskuvalu ruiskuvalu

Sulalämpötila oC

Sulajuoksevuus g/10 min 6 8

Muotin lämpötila oC

Kutistuma työstösuunnassa % 0,55 0,55

Kutistuma poikkisuunnassa % 0,55 0,55

Esimerkkimuoveina ovat LG:n ABS:t, myynti ja markkinointi Suomessa Telko.

Lue lisääABS:stä

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

Hintakehitys

ABS, värjätty

ABS, luonnon- värinen

Kierrätetty rABS, musta

€/kg

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

PIE

Yhteensä noin 800 tuhatta tonnia

AMI

ABS:n ja SAN:n käyttökohteet Euroopassa

Autoteollisuus 170

Kojeet ja laitteet 150

Muu ruiskuvalu 150

Sähkö- ja elektroniikka- teollisuus 100

Kotitalous 70

Levy- ekstruusio 160

ABS:N ja SAN:in tuotantokapasiteetit Euroopassa


Trinseo 17 %Elix Polymers 15 %

Versalis 9 %

Styrolution 59 %

ABS on selvästi käytetyin styreenikopolymeereistä.

PasiTarralappuneitseellinen ABS.


Polymetyylimetakrylaatti, akryyli eli PMMA

HistoriaaPolymetyylimetakrylaatti (PMMA) kehitettiin Saksassa 1930-luvun alussa, Röhm GmbH:ssa. Sen/PMMA:n ensimmäinen kauppanimi oli Plexiglas, johon pohjautuvat edelleen käy-tössä olevat suomalaiset termit pleksi ja pleksilasi.

Toisen maailmansodan hävittäjiin tarvit-tiin kuperat ja kirkkaat kuvut. Niitä ei lasis-ta pystytty valmistamaan, vaan tarvittiin ke-vyempi ja sitkeämpi materiaali. Näin PMMA yleistyi sotateollisuudessa. PMMA opittiin tuntemaan myös lyhyemmällä nimellä ak-ryyli.

Ominaisuudet ja käyttökohteetAkryylin valonläpäisy on muoveista paras, jopa float-lasia suurempi. Akryyli onkin la-sin jälkeen yleisin ikkuna- ja lasinkirkas suo-jamateriaali. Sen käyttö on kuitenkin suu-rinta valomainoksissa, ks. luku Muovilevyt ja -tangot. Akryyli ei kestä korkeita lämpö-tiloja, usein lyhytaikaisesti jo 80 astetta on liikaa. Tämän takia akryylia käytetään usein LED-valaisimissa ja LCD-televisioiden ikku-noissa ja näytöissä: ne eivät juuri lämpene käytössä. Akryyli ei myöskään ole kovin sit-keä muovi. Sen sijaan pintakovuus ja en-

Ruiskuvalettu akryyli-ikkuna hanajuomien tuotemerkkien suojana Tu-russa.

nen kaikkea UV-säteilyn kesto on sillä mo-neen muuhun muoviin verrattuna erinomai-nen. Lasinkirkkaalla akryylillä pinnoitetaan ekstrudoimalla muita muoveja esimerkiksi suihkualtaissa ja ikkunaprofiileissa ulkonä-kösyistä. Samalla tuotteeseen saadaan kova pinta, jonka puhdistaminen on helpompaa. Myös autojen mittariston ikkunat ja ennen kaikkea takavalot ovat merkittäviä akryylin käyttökohteita.

Markkinat ja hinnat vuoden 2008 jälkeenToisin kun muut muovit, kaksi kolmasosaa akryylistä myydään jo raaka-ainevalmis-tajalta levymuodossa jälleenmyyjille. Ak-ryyligranulaatin valmistajista Evonik on suurin. Tämän lisäksi akryyliraaka-ainetta valmistavat Altuglas, Polycasa ja Lucite.

Akryylin kilohinta nousi vuoden 2010 jäl-keen 2,70 eurosta noin 3,20 euroon, jolla ta-solla se on pysytellyt sen jälkeen.

3,4

3,3

3,2

3,1

3,0

2,9

2,8

2,7

2,6

Hintakehitys

PMMA, lasin-kirkas

€/kg

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

PIE


Rakennus- teollisuus 900

Auto- ja kuljetus- teollisuus 630

Valaistus ja mainostus 600

Saniteetti-tuotteet 210

Muut 660

PMMA:n käyttökohteet Euroopassa

AMI

Ivasta PMMA on lasiakin kirkkaampaa.


Akryyliraaka-ainetta valmistetaan Euroopas-sa huomattavasti vähemmän kuin sitä kulu-tetaan. Maailman suurimmat tuotantolai-tokset sijaitsevat Kaukoidässä.

PMMA:n ominaisuuksia

Lyhenne PMMAKauppanimi Plexiglas N8

Tiheys g/cm3 1,19


Vetokimmokerroin MPa 3 300

Vetolujuus MPa 77

Murtovenymä % 5,5

Iskulujuus KJ/m2 20

Lämpötaipuma (HDT/A) oC 98

Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5/K 8

Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94 HB

Suositeltu työstötapa ruiskuvalu

Sulalämpötila oC 220–260

Sulajuoksevuus g/10 min 3

Muotin lämpötila oC 60–90

Esimerkkinä Evonik Industriesin Plexiglas 8N, myy ja markkinoi Suomessa K.D. Feddersen.

Raaka-aineen lisäksi Evonik, Altuglas ja Po-lycasa tuottavat valettua ja ekstrudoitua ak-ryylilevyä. Ne on esitelty luvussa Muovi-puolivalmisteet, levyt ja tangot.

Poreammeen runko on akryylillä pinnoitettua lujitemuovia, jossa on lasi-kuitutäytte.

LED-lamppujen valoa sirottava osa ruiskuvaletaan yleensä opaalista akryylistä. Sen sijaan halogeenilampun tuottama lämpöä ei akryyli kestä.

Yhteensä noin 220 tonnia

Evonik Industries, Saksa 34 %

Altuglas, Italia 29 %

Polycasa, Saksa ja Slovakia 23 %

Lucite, Iso-Britannia ja Hollanti 14 %

Akryylin raaka-ainevalmistajat Euroopassa

AMI

Lue lisääPlexiglasista

PMMA-tuotteita on lisää luvussa: Muovilevyt ja tangot, Akryyli.

J.P.is

DKis

PasiKorostus

PasiTarralappu(pois)


Polykarbonaatti PC

HistoriaaBayer aloitti polykarbonaatin valmistuksen Saksassa 1950-luvulla tuotenimellä Mak-rolon. Nykyään tunnetaan kuitenkin parem-min amerikkalainen kauppanimi Lexan. Syy-nä on GE Plasticsin mainoskampanjat sekä iskunkestävät levyt ajoneuvoissa, urheiluvä-lineissä ja suojalasituksissa. Poliisien mellak-kakilvet antoivat polykarbonaatille lempini-

men poliisimuovi. PC on iskun- ja lämmön-kestävin lasinkirkkaista teknisistä muoveista, siitä tehdään (usein) lasin kanssa laminoi-malla luodinkestäviä suojaikkunoita. Vaati-vissa optisissa ruiskuvalukappaleissa PC:n haittoina ovat optiset virheet sekä sisäiset jännitykset, lisäksi se on hieman kalliimpaa kuin PMMA.

OminaisuudetPolykarbonaatti on lähes lasinkirkas ja hy-vin sitkeä materiaali. Ilman UV-stabilointia se kuitenkin vanhenee jatkuvassa ulkoilma-käytössä. Akryyliin verrattuna PC on hieman taipuisampi ja pinnaltaan pehmeämpi, jo-ten se naarmuuntuu melko helposti. PC kes-tää noin 40 astetta korkeampia lämpötiloja kuin akryyli (ks. ominaisuustaulukon HDT/A-arvo) ja se voidaan tehdä palamattomak-si lisäämällä siihen palonsuoja-aineita. PC on herkkä kemikaalien ennen kaikkea pit-käaikaisvaikutukselle. Tällöin kappaleen pintaan saattaa syntyä niin sanottua jän-nityssäröilyä. Tasaista kuormaa polykarbo-naatti kestää hyvin, mutta pistemäinen rasi-tus – esimerkiksi liian kireälle väännetty ruu-vi – saattaa pitkäaikaisesti vaikuttaessaan jopa rikkoa koko PC-osan. Polykarbonaatil-la on todettu myös taipumus iskuväsymi-seen: tuote, joka toistuvasti joutuu nopeaan kuormitukseen, murtuu ajan myötä. Poly-karbonaatista valmistetaan runsaasti erilai-sia seoksia muiden muovien kanssa.

KäyttökohteetPolykarbonaatista valmistetaan paksu-ja levyjä, niiden käyttökohteista kerrotaan enemmän luvussa Muovilevyt ja tangot. Polykarbonaattia käytetään paljon sähkö- ja elektroniikkateollisuudessa. Erittäin tyy-pillinen polykarbonaattikappale on CD- ja DVD-levy. Digitaalisena tallennusmediana niiden merkitys on pienentynyt ja jatkuvas-ti pienenemässä. Lujuuden ja lämmönkes-tävyyden vuoksi siitä valmistetaan useita tietokoneiden osia kuten keskusyksiköiden koteloita ja liittimiä. Myös kameroiden ja matkapuhelinten valmistajat luottavat po-lykarbonaatin iskunkestävyyteen, näiden tuotteiden pinnan koristelu on usein teh-ty IMD-tekniikalla (katso luku Muovituot-teiden valmistus, Ruiskuvalu, erikoistek-niikat). Suomessa polykarbonaatista ja sen seoksista valmistetaan sähkörasioita ja ulko-valaisinkupuja. Autoteollisuus käyttää PC:-tä runsaasti: iskun- ja lämmönkestävyyden vuoksi lähes kaikki auton etuvalon linssit on tehty PC:stä. Lisäksi sitä käytetään autojen

Polykarbonaatti ethernet-kaapelin urosliittimissä

Traktorin lam-pun ja vilkun

”lasi” on läm-mön- ja iskun-kestävää poly-karbonaattia.

4,6

4,4

4,2

4,0

3,8

3,6

3,4

3,2

3,0

2,8

2,6

2,4

Hintakehitys

PC, läpi- näkyvä

PC+GF

€/kg

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

PIE

rzisDoris


katto- ja sivuikkunoissa sekä sisä osissa. Po-lykarbonaattikalvoilla pinnoitetaan kulutus-alttiita käyttökohteita hiirimatosta koneiden käyttöpaneeleihin. Ravintoloiden pestävät ns. kovamuovituopit ovat tyypillisesti myös polykarbonaattia, koska muut lasinkirkkaat tekniset muovit ovat selvästi hauraampia.

Markkinat ja hintakehitys 2008- Vuonna 2007 GE Plasticsin polykarbonaat-tituotannon ostanut Sabic on suuri tekijä Lexan-tuotemerkillään, vielä enemmän PC:-

tä tuottaa Bayerista Covestroksi nimensä vuonna 2015 muuttanut yhtiö. Trinseo-nimi il-mestyi polykarbonaatin tuottajamarkkinoille vuonna 2014. Toisin kuin monen muun muo-vin kohdalla, polykarbonaattia tuotetaan Eu-roopassa selvästi enemmän kuin sitä käyte-tään. Polykarbonaatin raaka-ainevalmistajia on Euroopassa vain kolme.

Samoin kuin monen muun muovin, poly-karbonaatin hinta on noussut noin viiden-neksen vuoden 2009 romahduksen jälkeen. Sen hinta on jatkuvasti 0,2–0,4 e/kg akryylin yläpuolella. Polykarbonaatin kokonaiskäyt-tö Euroopassa on pysynyt suunnilleen sa-mana 2010-luvulla. Tähän vaikuttaa toisaal-ta optisen median (mm. CD, DVD) käytön vähentyminen, muiden tallennusmuotojen kuten pilvipalveluiden kehittymisen myötä niiden markkina on pienentynyt. Toisaalta uudet käyttökohteet elektroniikkateollisuu-dessa ovat lisänneet PC:n kysyntää.

Lyhenne PC PC+10GF+FRKauppanimi Infino SC1220UR Lexan 503R


Täyteaine - 10 % lasikuitu

Sulamis- /lasisiirtymäpiste oC

Veden imeytyminen vedessä % 0,2 0,31



Myötövenymä % 5

Murtovenymä % 90 7

Iskulujuus KJ/m2 NB

Lovi-iskulujuus KJ/m2 15

Iskulujuus -30 oC KJ/m2 NB

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ/m2 9


Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5/K 7 4

Lämmönjohtavuus W/Km 0,21

Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94 V-2 V-0

Pintaresistanssi Ohmi 10 15

Läpilyöntilujuus KV/mm 18

Suositeltu työstötapa ruiskuvalu


Sulajuoksevuus g/10 min 22 8

Muotin lämpötila oC 100


Kutistuma poikkisuunnassa % 0,6

Taulukon esimerkkimuovit ovat: Infino, myynti ja markkinointi Suomessa Telko.Lexan, myynti ja markkinointi Suomessa Erteco.

Lue lisääPC:stä

Polykarbonaat-ti kestää niin valaisinkupuun tulevat iskut kuin lampusta säteilevän läm-mönkin.


AMI

Polykarbonaatin käyttökohteet Euroopassa Polykarbonaatin tuotantokapasiteetit Euroopassa


Sähkö- ja elektroniikka-teollisuus 190

Levyekstruusio 175

Muu ruiskuvalu 150

Optinen media 80

Autoteollisuuden ruiskuvalu 80

Covestro 39 %Sabic Innovative Plastics 35 %

Muu 25 Trinseo 16 %

majis


Muoviseokset

Muoveja seostetaan keskenään, jolloin nii-den ominaisuudet parhaimmillaan täyden-tävät toisiaan. Ylivoimaisesti eniten käy-tetty muoviseos on PC + ABS, sen jälkeen tulevat PPE + PS- ja PA + PP-seokset. Poly-karbonaatti on selvästi suosituin seosmuovi niin osakiteisten kuin amorfistenkin muovi-en kanssa. Seokset esitellään tyypillisesti +- tai /-merkin avulla.

PC + ABSYlivoimaisesti käytetyin muoviseos on PC + ABS. Tämä yhdistelmä on osoittautunut par-haaksi markkinoilla.

PC + ABS:ssä nämä amorfiset tekniset muovit täydentävät toisiaan seuraavasti:

Lyhenne PC + ABS-HI PPE + PS + GF30 PA66 + PP + GF25Kauppanimi Lupoy HI-5002 Noryl GFN3 Akromid A3 GF 25 1 L

Tiheys g + cm3 1,2 1,3 1,22

Täyteaine lasikuitu 30 % lasikuitu 25 %

Sulamis- / lasisiirtymäpiste oC 262


Vetokimmokerroin MPa 2500 8000 7500

Vetolujuus MPa 50 100 140

Myötövenymä %

Murtovenymä % 123 1,5 3,1

Iskulujuus KJ + m2 NB 25 75

Lovi-iskulujuus KJ + m2 70 13

Iskulujuus -30 oC KJ + m2 NB 25 73

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ + m2 20 11

Lämpötaipuma (HDT + A) oC 94 140 245

Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5 + K 8 5

Lämmönjohtavuus W + Km 0,28

Paloluokka 1,6 mm paksuudelle UL94 HB HB

Pintaresistanssi Ohmi 10 15 10 15

Läpilyöntilujuus KV + mm 35 18

Suositeltu työstötapa

Sulalämpötila oC 260 290 320

Sulajuoksevuus g + 10 min 37 12

Muotin lämpötila oC 75 100 100

Kutistuma työstösuunnassa % 0,65 0,2 0,8

Kutistuma poikkisuunnassa % 0,65 1

Taulukon esimerkkimuovit ovat:Lupoy PC + ABS, myynti ja markkinointi Suomessa TelkoAkroloy PA66 + PP, myynti ja markkinointi Suomessa K.D.FeddersenNoryl PPE + PS, myynti ja markkinointi Suomessa Erteco.

Hammasrönt-genkuvauslait-teiden kuoret on yleensä ruiskuvalettu PC + ABS-seok-sesta.

PA + PPPP keventää seosta ja se vähentää sen kos-teudenimeytymistä verrattuna PA:han. Tä-mäkin seos usein lasikuitulujitetaan.ABS PC

+ edullisempi hinta + lämmönkesto

+ juoksevuus + lujuus

+ jännityssäröilyn kestävyys

- pinnan laatu

+ pinnan laatu - jännityssäröilyn kestä-vyys

- lämmönkesto - hinta

- juoksevuus

- lujuus

Seoksen erikoisuuksiin kuuluu, että se on usein sitkeämpi kuin sekä seostamaton PC tai seostamaton ABS. PC + ABS:ää käytetään ennen kaikkea elektroniikkateollisuuden tuotteissa, mm. matkapuhelimien ja kan-nettavien tietokoneiden kuorissa. Suomes-sa siitä valmistetaan myös kodin sähkötuot-teita, kuten pistorasioita. Niissä käytetään yleensä PC + ABS-seoksia, joihin on lisäksi kompaundoitu tuotteen syttymistä hidasta-via palontorjunta-aineita.

Muita polykarbonaatin muoviseoksia ovat mm. PC + ASA ja PC + PBT.

PPE + PS (PPO + PS)PPE + PS-seos sulattuaan juoksee hyvin ja se kestää korkeitakin lämpötiloja, muttei is-kuja tai UV-säteilyä. Usein seos lasikuituluji-tetaan ja + tai palonsuojataan. PPE:n kanssa seostetaan muitakin muoveja, koska se sel-laisenaan ei ole ruiskuvalettavissa. Yleisim-mät muut seokset ovat PPE + PA ja PPE + PP.

theis

PC + ABS on käytetyin muoviseos.

PasiTarralappu- juoksevuus muottiin

PasiKorostus

PasiTarralappu(pois)

PasiTarralappu

PasiKorostus

PasiTarralappu -seos

76 m u o v i e n e s i t t e l y 1 . 2 . t e k n i s e t k e s t o m u o v i t

Polyamidit PA 6 ja PA 66

HistoriaaDuPont kehitti PA 66:n Yhdysvalloissa vuonna 1935. Silloista kauppanimeä Nylon (NewYorkLONdon) käytetään edelleen, kun puhutaan PA6:sta ja PA 66:sta. Suomen kie-lessä sana muuntui muotoon nailon, ja sillä viitataan yleensä polyamidikuitukankaisiin. Saksassa kehitettiin PA 6 kolme vuotta myö-hemmin. PA 66:n ensimmäinen käyttökohde oli hammasharjan harjakset, jossa se korvasi luonnontuotteen, sian niskakarvat. 1940-lu-vulla tuotiin markkinoille PA 6:sta valmistetut nailonsukat, jotka olivat ja ovat edelleen suu-ri kaupallinen menestys. PA on nykyisinkin yksi käytetyimmistä tekstiilikuiduista.

Polyamidien yleis- ominaisuudetPeruspolyamidit ovat jäykkiä mutta sitkeitä, ja niiden kitkakerroin on pieni. Polyamidista tehdyt hammaspyörät, liukulaakerit ja laa-kerikehät soveltuvat esimerkiksi kodinko-neisiin, koska ne ovat äänettömiä, rasvatto-

mia ja kulutusta kestäviä. Tribologisissa eli hankaukselle alttiissa kohteissa polyamidil-le on kuitenkin otettava vastapariksi muu ki-teinen, tekninen muovi, kuten POM tai PBT. Nykyisin lasikuitulujitetut polyamidit ovat tärkein jäykkien muovien ryhmä esimer-kiksi autoissa ja sähkölaitteiden koteloissa. Polyamidien ongelma on, että ne imevät paljon vettä, minkä takia kappaleen omi-naisuudet sekä mitat muuttuvat. PA 66 ja ennen kaikkea PA 6 imevät lähes 10 % vettä itseensä ollessaan vedessä. Tämä muuttaa niiden ominaisuuksia olennaisesti: jäykkyys pienenee alle kolmasosaan ja sitkeys lisään-tyy. Lisäksi kappaleen mitat muuttuvat noin kolmasosan imetystä vesimäärästä. Kalliim-mat polyamidit eivät ime vettä niin paljoa. Ekstruusiotuotteista polyamideja käytetään nykyisin runsaasti pakkauskalvona, sillä ne ovat kaasunsuojaavia ja lämmönkestäviä. Osakiteiset PA 6 ja PA 66 ovat ylivoimaises-ti käytetyimmät polyamidit. Muita polyami-deja on esitelty seuraavassa luvussa Erikois-polyamidit.

Polyamidi 6:n ja 66:n ominaisuudet ja erotPolyamidit kestävät hyvin iskuja ja kemikaa-leja. Lisäksi polyamidit 6 ja 66 eivät kulu kit-karasituksessa monen muun teknisen muo-vin tavoin. Niiden huonona puolena on se, että ne imevät runsaasti kosteutta, mikä muuttaa kappaleen jäykkyyttä, iskulujuutta ja mittojakin.

PA 6:n hyviin puoliin kuuluu se, että se ei ime kaasuja eikä läpäise niitä niin kuin useat valtamuovit. Siksi sitä käytetään monikerros-kalvoissa kaasunsulkukerroksena tyypillisesti estämään hapen pääsyä elintarvikepakkauk-sen sisälle pilaamaan tuotetta. PA 6 vaatii kui-tenkin jonkin muun muovin pitämään kos-teuden elintarvikepakkauksen sisällä.

PA on kestävä perusmuovi myös ruisku-valukappaleissa, sillä se on tarpeeksi jäykkä ja iskuluja. Polyamidi 66 kestää hieman pa-remmin korkeita lämpötiloja sekä on vähän jäykempi kuin PA 6. Se myös imee vettä hie-man vähemmän kuin PA 6.

Polyamidi 6:n ja 66:n käyttökohteetPolyamidista tehdään paljon tekstiilikuitu-ja. Kuituteollisuus käyttää polyamidissakin hyvin erilaisia tyyppejä ekstruusio- ja ruis-kuvalutuotantoon verrattuna. Kuitutuotan-toa ei ole laskettu mukaan tämän luvun po-lyamidien loppukäyttökaaviossa. Polyami-dista käytetään Keski-Euroopassa suurin osa ruiskuvaluun, mutta Suomessa ekstruu-sioon. PA:n ruiskuvalutyyppeihin kompaun-doidaan usein lämpöstabilaattoreita ja lasi-kuitua lämmönkeston ja jäykkyyden paran-tamiseksi. Autoteollisuus on suuri yksittäi-nen polyamidin käyttäjä. Polyamidi valitaan

osiin, joissa polypropeenin iskulujuus tai lämmönkestävyys ei riitä. Tyypillisiä esi-merkkejä polyamidin ruiskuvalutuotteis-ta autoissa ovat imusarja, koristekapselit ja turvatyynyn kotelo.

Lisäksi siitä valmistetaan lämmönkestä-viä putkistoja ja esimerkiksi lasinpyyhkimen kytkinkotelo. Lasikuitulujitteinen PA korvaa autossa usein aiemmin kevytmetalleista val-mistettuja osia. Se on usein halvempi ratkai-su, joka lisäksi vähentää auton painoa ja sitä kautta polttoaineen kulutusta sekä mootto-rin tuottamaa melua. Sähköteollisuus käyt-tää paljon polyamidia monenlaisiin koteloi-hin ja kytkimiin. Sähkötyökalut, kotitalousko-neiden kuoret, kytkinosat ja turvakytkinkah-vat ovat esimerkkejä näistä käyttökohteista.

Kalvoteollisuus työstää pääasiassa PA 6:ta ja laminoi sen yhteen PE-LD-kalvon kans-sa. Näin saadaan synteettinen makkarankuo-ri sekä pakkauskalvo liha- ja juustotuotteille. Myös lääketeollisuus käyttää sitkeää ja läm-mönkestävää polyamidikalvoa pakkauksiin-sa. Polyamidin sijasta kaasunsuojana käyte-tään nykyisin usein myös EVOH- tai PET-ker-rosta. Tekstiilikuitujen lisäksi polyamidista ekstrudoidaan myös muita kuitutuotteita, kuten kalaverkkoja, siimoja, kestäviä köysiä sekä – edelleen – hammasharjan harjaksia.

Polyamidikuiduista (nailonista) valmis-tettu telttakangas ja riippumaton köysi.

Auton imu- sarjassa on PA 6:ta ja lasi-kuitua.

77Nikis

isto

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 6


PA 6 ja PA 66:n markkinat ja hinnat 2008-Polyamidien käyttö Euroopassa on kasvanut edelleen noin 1–3 % vuosittain. Polyamidia tuottaa monta toimittajaa, mutta suurin ka-pasiteetti on saksalaisella BASF:llä. Polyami-dituotannon erikoisuutena on, että tarpeen kasvaessa osa tekstiilikuituihin käytettäväs-tä kapasiteetista voidaan vaihtaa tuotta-

maan ruiskuvalu- ja ekstruusiolaatuja, jotka ovat tyypillisesti kannattavampia. Tällaista kapasiteettia on edellisellä sivulla esitetyn lisäksi noin 250 tuhatta tonnia. Polyamidien hinta on noussut 2010-luvun alussa kymme-niä prosentteja, ja sen jälkeen hiljalleen las-kenut. Kierrätyslaadun hinta on alhaisin ja hintaheilahtelu suurin.

Lyhenne PA 6 PA 6 + 30 GF PA 6 + 30 LGF PA 66 -HI PA 66 + 50 GFKauppanimi Durethan B30S Terez PA 6 7530

GF 30Terez B 310 H GL 30

Grilon AZ3 Zytel 70G50HS-LR

Tiheys g/cm3 1,14 1,35 1,36 1,07 1,57

Täyteaine 30 % lasikuitua 30 % pitkää- lasikuitua

- 50 % lasikuitua

Sulamis-/lasisiirty-mäpiste

oC 222 260 262

Veden imeytyminen vedessä

% 10 6,1 6,2 8 4,2

Vetokimmokerroin MPa 3 200 8 400 9 900 1 800 17 000

Vetolujuus MPa 60 115 175 45 260


Murtovenymä % 20 2 2,5 45 2,3

Iskulujuus KJ/m2 ei murru 50 70 ei murru 110

Lovi-iskulujuus KJ/m2 10 8 22 90 18

Iskulujuus -30 oC KJ/m2 ei murru ei murru 90

Lovi-iskulujuus -30 oC

KJ/m2 10 20 15

Lämpötaipuma (HDT/A)

oC 185 215 65 260

Pituuden lämpötila-kerroin (23–55 oC)

10-5/K 10 13 4,5


Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle

UL94 V-2 HB HB HB HB

Pintaresistanssi Ohmi 10 14 10 12 10 14

Läpilyöntilujuus KV/mm 30 29

Taulukossa on käytetty esimerkkeinä PA 6- ja PA 66 -tyypeistä seuraavia tuotteita:Lanxessin Durethan PA 6Ter Plastics Polymer Groupin Terez PA 6 + GF ja LGF, myynti ja markkinointi Suomessa Bang & BonsomerEMS:n Grilon PA 66, myynti ja markkinointi Suomessa TelkoDuPontin Zytel PA 66 + GF, myynti ja markkinointi Suomessa Distrupol

4,25

4,00

3,75

3,50

3,25

3,00

2,75

2,50

2,25

2,00

1,75

Hintakehitys

PA 6

PA 66

PA6+ 30GF

PA66+ 30GF

Kierrätys- PA 6, luonnon- värinen

€/kg

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

PIE


AMI

Polyamidin käyttökohteet Euroopassa (ilman kuituja) / tuhatta tonnia

Suurimmat polyamidi 6:n ja 66:n valmistajat Euroopassa


Auto- teollisuus 250

Muu ruiskuvalu 190

Sähkö- ja elektroniikka- teollisuus 160

Kalvot 100

Putket, puhallusmuovaus ja muu ekstruusio 100

BASF PA 6 ja PA 66 23 %

Lanxess PA 6 16 %

DSM PA 6 11 %

Domo PA 6 9 %DuPont PA 66 7 %

Grupa Azoty PA 6 7 %

Muut PA 6 ja PA 66 37 %

Lue lisää PA 6:sta ja PA 66:staTerez

Grilon/Telko

Zytel 70

PasiKorostus

PasiTarralappu(lihavointi)


Lasinkirkasta PA12-kopoly-meeria linkku-veitsessä.

Yleisimmät erikoispolyamidit ovat joko PA12- tai PPA-pohjaisia

Erikoispolyamidit

Erikoispolyamideihin lasketaan kuuluvaksi kaikki muut tyypit paitsi ns. peruspolyami-dit PA 6 ja PA 66. Erikoispolyamidien osuus koko polyamidimarkkinoista on noin 5 %. Erikoispolyamidit ovat kalliimpia kuin pe-ruspolyamidit. Usein erikoispolyamideiksi lasketaan myös sellaiset peruspolyamidit, jotka on lujitettu hiilikuidun kaltaisella ar-vokkaalla materiaalilla, koska erikoispoly-amidien ryhmään ne ominaisuuksiensa ja hintansa puolesta kuuluvat.

PA12PA12:ta käytetään pehmitettynä esimerkik-si bensiiniletkuissa, joissa PVC:n kemikaa-linkestävyys ei riitä. Lisäksi siitä valmiste-taan mm. maakaasun jakelu- ja käyttöput-kia. PA12 soveltuu lujittamattomana tai lasi-kuitulujitettuna tekniseen ruiskuvaluun. P12 kestää kemikaaleja ja kulutusta erinomai-sesti. PA12 on pehmeämpi, vähemmän kos-teutta imevä ja tiheydeltään pienempi kuin peruspolyamidit. Hinnaltaan se on runsaat kymmenen euroa kilo. Euroopassa polyami-di 12:ta tuottaa EMS Chemie Sveitsissä ja Evonik Saksassa. Ranskalainen Arkema val-mistaa PA12-jauhetta pääosin metallipinto-jen korroosiosuojaan ja 3D-tulostukseen.

EMS Chemie valmistaa myös aloitusku-vassa käytettyä lasinkirkasta polyamidi 12:a tuotenimellä Grilamid TR. Muihin lasin-kirkkaisiin, amorfisiin muoveihin (PS, PMMA PC, ABS-TR…) verrattuna Grilamid TR kestää paremmin kemikaaleja ja siten jännityssä-röilee vähemmän. Se on kallein PA12-tyyppi.

Maakaasun jakeluputket (PA12) valmiina asennukseen maan alle.

Lue lisääpolyamidi 12:sta

Grilamid TR:stä

Polyamidi 12:n ominaisuuksia

Lyhenne PA12 PA12c-TR

Kauppanimi Grilamid LV-3H Grilamid TR 55


Täyteaine lasikuitu 30 % -

Sulamis-/lasisiirtymäpiste oC 178 160





Murtovenymä % 8 50

Iskulujuus KJ/m2 80 NB

Lovi-iskulujuus KJ/m2 20 8

Iskulujuus -30 oC KJ/m2 80 NB

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ/m2 15 7


Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5/K 0,9 8


Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94 HB V2

Pintaresistanssi Ohmi 10 12 10 12



Sulalämpötila oC 260 280

Sulajuoksevuus g/10 min - -

Muotin lämpötila oC 80 80


Kutistuma poikkisuunnassa % 0,75 0,7

NB = ei murru testissä

Taulukossa on EMSin lasikuitulujitettu PA12 Grilamid LV-3H ja lasinkirkas PA12-kopolyamidi Grilamid TR 55.Molempia myy ja markkinoi Suomessa Telko.

vovis

PasiKorostus

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12 -kopo-ly

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12-

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12

PasiTarralappuPA 12

PasiKorostus

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12 -

PasiTarralappuPA 12

PasiKorostus

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12

PasiKorostus

PasiTarralappuPA 12


PPA- ja PAA-pohjaiset, osit-tain aromaattiset polyamiditOsittain aromaattisten polyamidien ryhmä sisältää kemiallisesti erilaisia polyamideja. Tyypillisesti ne perustuvat joko puhtaaseen tai seostettuun polyftaaliamidiin (PPA) tai polyarylamidiin (PAA). Kaupalliset tuotteet on pääosin lujitettu lasikuidulla. Myös hii-li- ja pitkälasikuitulujitteiset laatuja on saa-tavilla. Kemiallisesti jokaisella valmistajalla on oma patentoitu tuotekoostumus. Niinpä osittain aromaattiset polyamidit tunne-taan parhaiten tuotenimillään.

Ensimmäinen puhdas PAA oli Solvayn tuotenimi Ixef. Myöhemmin markkinoil-le tulivat seostamaton PPA Zytel HTN (DuPont) ja PPA + PA 66 -seos Grivory (EMS) tulivat myöhemmin omien PPA-seostensa kanssa. Myös Ter Plasticsin tuotenimi Terez GT3 on PPA-seos, jonka valmistus aloitettiin 2010-luvun alussa.

Lujittamalla PAA- ja PPA-muovit lasikui-dulla saadaan jäykkä polyamidi, jonka lu-juutta kosteuden imeytyminen ei juuri vä-hennä. Ennen kaikkea jäykkyyden ja iskulu-juuden yhdistelmä on näillä polyamideilla kestomuovien parhaimmistoa.

Osittain aromaattisia polyamideja käyte-tään runsaasti metallien korvaajina auto-

teollisuudessa ja myös muualla, missä tarvi-taan jäykistäviä rakenteita, kuten esimerkik-si matkapuhelimissa. Peruspolyamideihin verrattuina niiden kilohinta on kaksin-kol-minkertainen.

Muita erikoispolyamidejaPA 11:lla on Euroopassa vain yksi valmista-ja: ranskalainen Arkema (ent. Elf Atochem). Sitä käytetään paljon esimerkiksi bensalet-kuissa, ja se on yksi kalleimmista polyami-deista.

PA 610 ja polyamidi 612 soveltuvat me-tallien korroosiosuojaksi. Ne kopolymeroi-daan usein myös PA 66:een, jolloin muovin kuuman öljyn kestävyys paranee.

DSM on tuonut markkinoille ensin PA 46:n, jota seurasi PA 4T. Näiden polyamidi-en lämmönkestävyys on erittäin hyvä, mut-ta kosteudenimeytyminen peruspolyami-dejakin suurempaa. Uusi tulokas tähän per-heeseen on uusiutuvista luonnonvaroista valmistettava PA 410 tuotenimellä EcoPa-XX. Myös esimerkiksi EMS Chemien valmis-tamaa polyamidi 1010:tä pidetään ominai-suuksiensa puolesta PA12:n suorana biopoh-jaisena vaihtoehtona.

Lue lisää erikoispolyamideistaZytel HTN

Grivory Akroloy

PPA-pohjaisten erikois-muovien ominaisuuksia

Lyhenne PPA + PA 66 + GF 50 PPA + 50 GF PPA + 30 GF + FR PPA + PA 66 + 40 CF

Kauppanimi Grivory GV-5H Grivory HTV-5H1 Zytel HTNFR52G-30NH

Akroloy PA I CF40

Tiheys g/cm3 1,56 1,65 1,44 1,35

Täyteaine lasikuitu 50 % lasikuitu 50 % lasikuitu 30 % hiilikuitu 40 %

Sulamis-/lasisiirtymäpiste oC 260 325 310 255

Veden imeytyminen vedessä % 4 3 3,5 3,5

Vetokimmokerroin MPa 18 000 18 000 10 500 35 000

Vetolujuus MPa 250 250 150 250

Myötövenymä % 2,5 2 2,2 1,5

Murtovenymä % 2,5 2 2,2 1,5

Iskulujuus KJ/m2 90 80 45 50

Lovi-iskulujuus KJ/m2 15 11 8 8

Iskulujuus -30 oC KJ/m2 80 80 40 50

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ/m2 13 10 7 7

Lämpötaipuma (HDT/A) oC 235 285 283 235

Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC)

10-5/K 6 3 4

Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle

UL94 HB HB V0 HB


Läpilyöntilujuus KV/mm 33 35 36

Suositeltu työstötapa ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu

Sulalämpötila oC 285 340 320 320

Sulajuoksevuus g/10 min

Muotin lämpötila oC 100 150 110 100

Kutistuma työstösuunnassa % 0,05 0,05 0,3 0,3

Kutistuma poikkisuunnassa % 0,4 0,45 1 0,4

Kaikki testit on tehty kuivalle polyamidille.

EMS Chemien Grivory-tyyppien myynti ja markkinointi Suomessa: Telko.DuPontin Zytel HTNFR52G30NH, myynti ja markkinointi Suomessa: Distrupol.Akro-Plasticin hiilikuitutäytteisen Akroloyn myynti ja markkinointi Suomessa: K.D. Feddersen.


Erilaiset POM-tyypitPOM-päätyyppejä on kaksi: homopolymee-ri (POM-H) ja kopolymeeri (POM-C). Homo-polymeerillä on tyypillisesti korkeampi jäyk-kyys-iskulujuus-yhdistelmä, kopolymeerillä parempi sekä pakkasen että lämpimän ve-den kestävyys. Työstöominaisuuksiltaan ja hinnaltaan ne ovat suunnilleen samanlaisia. Sekä homo- että kopolymeeristä on kehi-tetty uusia laatuja, joissa niiden perinteisiä heikkouksia on kompensoitu molekyyliket-jun rakenteella sekä seos- ja apuaineilla.

KäyttökohteetPOM-markkinat ovat pienet moneen muu-hun tekniseen muoviin verrattuna. Kuiten-kin muutamat muovituotteet valmistetaan lähes aina polyasetaalista. Näitä ovat mm.• auton kaiutinelementit• auton lukitusosat sekä ovien sisäkahvat• värillisten vetoketjujen hampaat• muoviset solkiklipsit (naps-liittimet)

• yksiotehanan vedensekoittimen kase-tin osat

• lääkejauheannostelijoiden (esim. astmainhalaattoreiden) liukuosat.

Markkinat vuoden 2008 jälkeenPOM:n käyttö on kasvanut Euroopassa kes-kimäärin 2 % vuodessa. Autoteollisuus on edelleen POM:n suurin käyttäjä, vaikka sen osuus koko POM-markkinasta on vuodes-ta 2008 vähentynyt: tällöin osuus oli 45 %, nyt 33 %. Tämä johtuu osin Euroopan auto-tuotannon pienenemisestä ja osin autoteol-lisuuden siirtymisestä kevyempien muovi-en käyttöön. Kulutushyödykkeiden kuten vetoketjujen ja klipsien valmistus on toisek-si suurin käyttökohde. Lisäksi polyasetaalia käytetään koneenrakennuksen hammas-pyörissä, elektroniikkateollisuudessa ja mm. lääketeollisuuden annostelijoissa.

Polyasetaalia auton kaiutinritilässä.

Polyoksimeteeni eli polyasetaali, POM

HistoriaaPOM-homopolymeerin kehitti DuPont Ame-rikassa vuonna 1958. Vuonna 1960 Celanese toi samoille markkinoille POM-kopolymee-rin. Pian tämän jälkeen, 1962, saksalainen Hoechst AG rakensi POM-kopolymeeriteh-taan Kelsterbachiin, jossa se valmisti poly-asetaalia Euroopan markkinoille viisikym-mentä vuotta. Tehdas purettiin vuonna 2012 antamaan tilaa Frankfurtin lentokentän laa-jennukselle.

OminaisuudetPOM on jäykin ja painavin (yli 1,4 g/cm3) teknisistä muoveista, eikä se ime juurikaan

kosteutta. Tämä tekee siitä ns. mitanpitävän, minkä ansiosta POM soveltuu ennen kaik-kea tarkkuusruiskuvaluun. POM on teknisis-tä muoveista myös kaikkein kiteisin. Lisäk-si POM kestää hyvin suurta osaa liuottimis-ta, lukuun ottamatta epäorgaanisia happo-ja, kuten suola- ja rikkihappo. POM kestää kulutusta hyvin, varsinkin pienillä pintapai-neilla. POM:n erikoisuus on sen niin sanottu jousiominaisuus: se vastustaa muodonmuu-tosta suurella voimalla, ja sen jännitysrelak-saatio jää pieneksi. POM:n työstön aikana koneen ympäristön tehokas ilmanvaihto on tärkeä, koska muovista irtoaa sulatyöstössä silmiä ärsyttävää formaldehydiä.

POM-astma- inhalaattori käytössä.

pabis

algris


Suurimmat valmistajat ja hintakehitys 2008–Celanese (entinen Ticona, entinen Hoechst) on suurin POM-C-valmistaja Euroopassa. Du Pont, ainoa homopolymeerin tuottaja, on toiseksi suurin. BASF sekä puolalainen Gru-pa Azoty ovat muut pienemmät valmistajat. Eurooppalaisten valmistajien polyasetaali-

hinta nousi vuosina 2011–2012 jopa yli kol-men euron kilolta, mutta laski sen jälkeen takaisin noin 2,80 euroon. Kaukoidässä val-mistettu POM maksaa tavallisesti vähem-män. Lasikuitutäytteisen POM:n hinta on sen sijaan vuoden 2008 jälkeen noussut jo yli 20 % vuoteen 2017 mennessä.


Autoteollisuus 80

Kuluttajatuotteet 50

Teollisuus, koneenrakennus 35

Sähkö ja elektroniikka 25

Lääketeollisuus 20 Muu 20

Yhteensä 290 tuhatta tonnia

Celanese 48

DuPont (POM-H) 28

BASF 19

Grupa Azoty 5

3,6

3,4

3,2

3,0

2,8

2,6

2,4

2,2

Hintakehitys

POM + lasikuitu

POM €/

kg

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

PIE

POM:n käyttökohteet Euroopassa / tuhatta tonnia

POM-tuotantokapasiteetit Euroopassa / %

AMI

Lue lisääpolyastaalistaDelrin

Kocetal

Lyhenne POM-H POM-CKauppanimi Delrin 100 P Kocetal K 300

Tiheys g/cm3 1,42 1.41

Täyteaine - -


Veden imeytyminen vedessä % 1.4



Myötövenymä % 22


Iskulujuus KJ/m2 300

Lovi-iskulujuus KJ/m2 11

Iskulujuus -30 oC KJ/m2

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ/m2 10


Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5/K 13


Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94 HB HB


Läpilyöntilujuus KV/mm 19

Suositeltu työstötapa ruiskuvalu (ekstruusio) ruiskuvalu


Sulajuoksevuus g/10 min 2.2 9

Muotin lämpötila oC 90

Kutistuma työstösuunnassa % 2.1 2

Kutistuma poikkisuunnassa % 1.8 2

Taulukon esimerkkimuovit:DuPontin Delrin POM-H, myynti ja markkinointi Suomessa Distrupol.Kolon Plasticsin Kocetal POM-C, myynti ja markkinointi Suomessa Telko.


Polybuteenitereftalaatti PBT ja kiteinen PET

HistoriaaDuPont kehitti nämä kestomuoviset polyes-terit jo 1920-luvun lopulla. Ensimmäiset kau-palliset laadut tulivat markkinoille kuiten-kin vasta parikymmentä vuotta myöhem-min: polybuteenitereftalaatti (PBT) samoin kuin sen ”sisarmuovi” polyeteenitereftalaat-ti (PET) kehitettiin alun perin käytettäväksi tekstiilikuituihin 1940-luvun alussa. Myö-hemmin teknologian ja sitä kautta muiden muovienkuitujen kehittymisen myötä PBT ja kiteinen PET ovat vakiinnuttaneet ase-mansa lämmönkestävinä muoveina, joista tehdään pääasiassa ruiskuvalutuotteita.

PBT:n ominaisuudetPBT on painava muovi, sen tiheys noin 1,3 g/cm3. Polyamidiin verrattuna PBT:n etu-na on, että kosteus ja vesi eivät imeydy sii-hen. PBT on myös hyvin kiteinen muovi. Se kestää hyvin useita kemikaaleja, ei kuiten-kaan kiehuvaa vettä. Samoin vahvat hapot, emäkset ja alkoholit haurastuttavat sen ra-kennetta. Se kestää teknisistä muoveista lä-hes parhaiten sekä lyhyt- että pitkäaikaista lämpökuormitusta. PBT:hen kompaundoi-daan usein lasikuitua, jolloin sen jäykkyys ja lämmönkestävyys paranevat edelleen. Tämä kompaundi on jäykkä myös korkeis-

PBT-tuotteet valmistetaan pääosin ruisku-valamalla

sa käyttölämpötiloissa. PBT:hen seostetaan usein myös palonsuoja-ainetta. Palonsuojattu, lasikuitu-lujitettu PBT kestää läm-

pöä, taivutusta ja iskuja, eivätkä siitä tehdyt ohutseinämäisetkään kappaleet syty pala-maan.

Kiteinen PETKiteisen PET:n ominaisuudet ovat hyvin sa-manlaiset kuin PBT:n mutta kaukana amor-fisesta, lasinkirkkaasta ns. limsapullo-PET:stä, joka on esitelty valtamuovien yhteydessä. Kiteinen PET on yleensä lasikuituvahvistet-tu. Verrattuna PBT:hen lasikuitutäytetty, ki-teinen PET on hieman• iskulujempi• lämmönkestävämpi• herkempi kosteudelle sulatyöstössä

(maksimi vesipitoisuus 0,02 %)Lämmönkes-tävä PBT+lasi hellan säätönu-peissa

PBT auton ulkopeilin taustassa

KäyttökohteetPBT on markkinaltaan pieni muovi. Sitä käy-tetään eniten autoteollisuudessa. Hyvä lämmönkestävyys tekee siitä kuitenkin var-sin käytetyn muovin esimerkiksi sähkölait-teiden liittimissä. Koska PBT-muovi imee vain vähän vettä, sitä käytetään polyami-din asemesta kosteudelle alttiissa kohteis-sa. PPBT:tä näkyy myös varsin yleisesti pa-lonsuojatuissa elektroniikkaosissa, usein la-sikuitutäytteisenä.

Markkinat vuoden 2008 jälkeenPBT:n käyttö on kasvanut Euroopassa muu-taman prosentin vuodessa. Auto- ja säh-köteollisuus ovat PBT:n suurimpia käyttäjä. Myös valokaapelien kuitujen ympärillä ole-va ns. toisioputki on PBT:tä.

Lisäksi PBT:tä käytetään mm. hammas-pyörissä, elektroniikkateollisuudessa ja lää-keteollisuudessa.

Tonkis

Bluin


Suurimmat valmistajat ja hintakehitys 2008–Saksalainen BASF on Euroopan suurin PBT-valmistaja, sen tuotenimi on Ultra-dur. DuBay Polymer on lähes yhtä suuri. Sen käyttämiä tuotenimiä ovat Laxessin Pocan ja DuPointin Crastine. Myös DSM valmis-

taa PBT:tä Alankomaissa. PBT:n hinta nousi vuosina 2011–2012 lähelle neljää euroa kilol-ta, mille tasolle hinta on jäänyt , oli kyse sit-ten täyttämättömästä tai lasikuitutäytetyis-tä muovityypeistä. Palonsuojattuna PBT:n kilohinta on reilusti yli 4 euroa.


%Yhteensä 210

tuhatta tonnia

BASF 47 %

DuBay Polymer 38 %

DSM 15 %

Grupa Azoty 5%

PBT:n käyttökohteet Euroopassa PBT-tuotantokapasiteetit Euroopassa

AMI

4,0

3,8

3,6

3,4

3,2

3,0

2,8

2,6

Hintakehitys

PBT

PBT + lasikuitu

€/kg

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

PIE

Autoteollisuus 90

Sähkö- ja elektroniikka 80

Kojeet ja laitteet 20

Ekstruusio 10

Muu ruiskuvalu 20

Lue lisääPBT:stä Celanex PBT

Lue lisääkiteisestä PET:stäRynite PET

Lyhenne PBT PBT+30GF+FR PET+30GF

Kauppanimi Celanex 2002-2 Celanex XFR 6842 GF30 Rynite 530


Täyteaine - 30 % lasikuitu 30 % lasikuitu


Veden imeytyminen vedessä %

Vetokimmokerroin MPa 3 170 9 800 11 000

Vetolujuus MPa 55,8 102 158

Myötövenymä % 4

Murtovenymä % 200 2,1 2,5

Iskulujuus KJ/m2 ei murru 35 60

Lovi-iskulujuus KJ/m2 6 6,9 11

Iskulujuus -30 oC KJ/m2 190 45

Lovi-iskulujuus -30 oC KJ/m2 6 11

Lämpötaipuma (HDT/A) oC 55 203 224

Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5/K 12 1


Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94 HB V-0 HB



Suositeltu työstötapa ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu

Sulalämpötila oC 248 250 285

Sulajuoksevuus g/10 min 20 18 3,8

Muotin lämpötila oC 79 130

Kutistuma työstösuunnassa % 1,9 0,4 0,2

Kutistuma poikkisuunnassa % 1,9 0,9 0,8

Esimerkkimuovit:PBT:ssä DuPontin Celanex 2002-2 ja Celanex XFR 6842 GF30, myynti ja markkinointi Suomessa DistrupolKiteinen PET DuPontin Rynite 530, myynti ja markkinointi Suomessa Distrupol


Polyketoni PK

HistoriaaShell Chemicals toi alifaattiset polyketoni-muovit markkinoille vuonna 1996 nimel-lä Carilon, mutta lopetti niiden tuotannon vuonna 2000. Lähes 15 vuoden päästä tästä Hyosung Corporation alkoi valmistaa poly-ketonimuovia Etelä-Koreassa Shellin paten-toimalla polymerointimenetelmällä nimellä Karilon. Tuotantokapasiteettia laajennetaan jatkuvasti, ja sen oletetaan ylittävän 200 000 vuositonnin rajan vuonna 2021. Polyketonis-

ta kompaundoidaan kaupallisia laatuja seostamalla niihin täy-teja lisäaineita niin Kaukoidässä, Amerikassa kuin Euroopassakin. Yleensä kompaundoija nimeää kaupalliset tuotteensa omaksi brändikseen.

Alifaattisen polyketonin ominaisuudetPolyketoni on kiteinen, iskuluja muovi, joka kestää hyvin kulutusta varsinkin, jos pin-tapaineet eivät ole korkeat. Polyamidiin ver-rattuna myös PK:n etuna on, että kosteus ja vesi eivät imeydy siihen. Lisäksi polyketoni kestää heikkoja happoja pitkäaikaisesti po-lyamideja paremmin. Polyketoneihin kom-paundoidaan usein lasi- tai hiilikuitua, jol-loin sen jäykkyys ja lämmönkestävyys para-nevat.

Hiilikuitulujitettu PKSaksalainen kompaundoija Akro-Plastic käyttää hiilikuitulujitteisen polyketonin val-

mistukseen lujitemuoviteollisuuden hiili-kuitujäänteitä eli ”leikkuupaloja”, jotka ei-vät ole olleet kosketuksissa kertamuovin kanssa. Patentoidulla tekniikalla nämä pa-lat katkotaan sopivan kokoisiksi hiilikuitu-partikkeleiksi, jotka kompaundoidaan poly-ketonimuovin kanssa. Tekniikka hyödyntää jätehiilikuitua, jolloin tuotteen hinta ei nou-se pilviin niin kuin usean muun muovin hiili-kuitulujitteisen kompaundin.

KäyttökohteetPolyketoni on markkinaltaan vielä pieni tekninen muovi, sitä käytetään eniten ko-neenrakennusteollisuuden osissa. Hyvä kemikaalin- ja kulutuksenkestävyys tekee siitä sopivan muovin myös mm. kalvoteolli-suuteen. Koska polyketoni imee vähemmän vettä kuin polyamidi, sitä käytetään poly-amidin asemesta kosteissa olosuhteissa.

Suurimmat valmistajat ja hintakehitys 2015–Eteläkorealainen Hyosung Corporation Ka-rilon polymeroinut polyketonia vuodesta 2015. Kompaundoijat eri puolella maailmaa antavat muoville kuitenkin yleensä oman brändinsä nimen. Polyketonin kilohinta täyttämättömänä on noin viisi euroa ja hii-likuitutäytteisenä noin kymmenen euroa. Nämä hinnat muuttunevat lähivuosina, kun polyketonin käyttö lisääntyy ja sitä kautta maailmanmarkkinahinta vakiintuu.

Lyhenne PK PK CF30Kauppanimi Akrotek PK-HM Akrotek PK-VM ICF30


Täyteaine - hiilikuitu


Veden imeytyminen vedessä % 2,2



Myötövenymä %


Iskulujuus KJ/m2 NB 35

Lovi-iskulujuus KJ/m2 15 7,5

Iskulujuus -20 oC KJ/m2 NB 25

Lovi-iskulujuus -20 oC KJ/m2 4,5 5,5

Vicat B -pehmenemispite (50 N) oC

Pituuden lämpötilakerroin (23–55 oC) 10-5/K


Paloluokka 1,6 mm:n paksuudelle UL94 HB


Läpilyöntilujuus KV/mm


Sulalämpötila oC 250 230–250

Sulajuoksevuus g/10 min 6

Muotin lämpötila oC 60–80 60–130

Kutistuma työstösuunnassa % 1,8

Kutistuma poikkisuunnassa % 2,1

NB = ei mene rikki testissä

Taulukon polyketonit ovat Akro-Plastik GmbH:n tuotteita, joita Suomessa myy ja markkinoi K.D.Feddersen.

Polyketonin kaupallistaminen epäonnistui 1990-luvulla

Lue lisääpolyketonista

Polyketonia käytetään koneenrakennus- ja kalvoteollisuudessa.

PasiTarralappu+

PasiTarralappu30 %

94 95m u o v i e n e s i t t e l y 1 . 3 . t e r m o e l a s t i t

1.3. Termoelastit, TPE

HistoriaaEnsimmäiset termoelastisovellukset olivat PP-pohjaisia, vaikkakin TPU-materiaaleja alettiin myös käyttää eri sovelluksissa mel-ko varhain. 1980- ja 1990-luvuilla kehitettiin suuri joukko termoelasteja, jotka perustui-vat polyolefiineihin (TPO), polystyreeniin (SBS), polyestereihin (TPE-E tai TPC) ja poly-amideihin (TPE-A tai TPA).

Termoelastien määritelmä ja rakenneElasteihin kuuluvat kumien lisäksi myös ter-moelastit, niiden aiempi suomenkielinen nimi oli termoplastiset elastomeerit. Ter-moelastit ovat kumimaisia, satoja prosent-teja palautuvasti venyviä muoveja, jotka voidaan kuitenkin työstää samalla tavalla kuin kestomuovit. Kumituotteiden valmis-tus, vulkanointi vastaa taas kertamuovien silloittumista. Termoelastit kehitettiin aluk-si seosmuoveiksi perinteisiin kestomuovei-hin, kun haluttiin parantaa muovien pakka-senkestävyyttä esimerkiksi autojen osissa.

Termoelasteissa on yhdistetty kumifaaseja kestomuovimatriisiin joko kopolymeroimal-la ne samaan molekyyliin (esim. SEBS) tai se-ostamalla vulkanoitua kumia täyteaineeksi kovempaan kestomuoviin (TPV). Kestomuo-vifaasi mahdollistaa muovaamisen sulatta-malla, ja kumifaasi antaa elastisen nopean palautumisen kumin lailla.

HaptiikkaLaitteissa ja työkaluissa pehmeät termoe-lastit voivat aiheuttaa haptisen eli yhtäaikai-sen kosketus- ja paineaistivaikutuksen, käyt-töesineissä puhutaan myös touch-and-feel-efektistä.

Pintakovuus Shore A ja DTermoelastien pintakovuutta mitataan Sho-re-asteikolla. Shore A -mittaus soveltuu peh-meisiin elasteihin, Shore D kovempiin.

Pehmeimpien termoelastien kovuus on Shore A 10:n luokkaa, tosin Shore A 0 -elas-tigeelejäkin käytetään. Shore A -mitta-as-teikon yläraja on noin A 95, jota kovemmat pinnat mitataan Shore D -asteikolla. Shore D 45 vastaa suurin piirtein arvoa Shore A 95. Koska Shore A ja D -mittausmenetelmät eroavat lievästi toisistaan, tämä vastaavuus ei ole kaikilla muoveilla sama. Pintakovuu-den kosketustuntuman saa usein kuitenkin aikaan elastisen pinnan paksuus; ohuem-mat kerrokset tuntuvat aina kovemmilta. Elastin alla mahdollisesti oleva jäykkä mate-riaali hankaloittaa myös pintakovuuden ar-viointia sormituntumalla.

Termoelastien ryhmittelyTermoelastien ryhmittelyssä on monta eri tapaa. Tämän nopeasti kasvaneen muovi-ryhmän lyhenneviidakko on myös melkoi-nen. Käytetyimmät termoelastit luokitel-laan tässä teoksessa taulukon mukaisesti ly-henteineen, ryhmän alla on mainittu saman ryhmän muita lyhentämistapoja.

Termoelastien ryhmittely• styreeniblokkikopolymeerit TPE-S

- käytetään myös lyhennettä TPS• termoplastiset polyuretaanit TPU

- käytetään myös lyhennettä TPE-U• termoplastiset vulkanaatit TPV

- käytetään myös lyhennettä O-TPV ja TPE-V• polyolefiinielastit TPO

- käytetään myös lyhennettä TPE-O• kopolyesterielastit TPE-E

- käytetään myös lyhennettä TPC tai COPE• polyamidielastit TPE-A

- käytetään myös lyhennettä TPA tai COPA

Aktiivisuus- ranneke TPE:stä.

Tyypillisiä arvoja Shore- kovuuksien arviointiin:

Shore A 25: tuore lakritsi, kuminauhaShore A 50: ihmisen iho, pehmeä letkuShore A 80: kännykän tiivisteShore D 50: pressukangas, letku (PVC)Shore D 65: ämpäri (PE-HD)

Markkinat ja hinnatTermoelastien markkinat ovat kasvaneet joka vuosi. Tämä johtuu uusista termoelas-teista sekä kaksikomponenttiruiskuvalu-tekniikan yleistymisestä: ihmiset haluavat käyttöesineisiinsä kova-pehmeä-tuntuman. TPE:n käytön ennustetaan lisääntyvän noin 3-4 % vuodessa myös tulevina vuosina. Näin suuri kasvu olisi tällöin suurempaa kuin mis-sään muussa muoviryhmässä ehkä biomuo-veja lukuunottamatta. Termoelastien hinta on säilynyt miltei ennallaan, toisin kuin lä-hes kaikkien muiden teknisten muovien. Tä-mä on omiaan lisäämään kiinnostusta niitä kohtaan.


Autoteollisuus 43 %

Rakennus-teollisuus 12 %

Kaapelit ja johdot 6 %

TPE:n käyttökohteet maailmassa

PIE

Jalkineet 9 %Kotitalous 8 %Terveyden-

huolto 7 %

Muu 15 %Chesin


Styreeniblokkikopolymeerit, TPE-STPE-S-ryhmän tärkeimmät muovit ovat SEBS ja SBS. Ne sisältävät kovien styreeni-seg-menttien välissä pehmeän butadieeni-seg-mentin. Styreeniblokkikopolymeerien hyvä sulajuoksevuus mahdollistaa ohuet kappa-leet tai ihomaisen pinnoitteen kovan muo-

vin tai metallin päälle. Pintapeh-meyden ja juoksevuuden li-säksi niiden käyttöä lisää edul-linen kilohinta. Markkinoilla

tarjotut yleisimmät SEBS-laa-dut ovat kompaundoituja seok-

sia lisäaineiden, täytteiden (esim. talkki) ja muiden teknisten muo-

vien kanssa. Juuri kompaundoin-nin avulla SEBS:stä räätälöidään

mm. eri muoveihin tarttuvia laatu-ja. SEBS:ää käytetäänkin termoelasteista

käyttöä hallitsevat toistaiseksi ekstruusio-tyyppien markkinat. Nykyään myös ruis-kuvaluun on saatavana kevyitä ja edulli-sia TPO-laatuja, jotka kilpailevat laadullaan ja voittavat hinnallaan edullisimmatkin SEBS-tyypit.

Termoplastiset polyuretaanit, TPUTPU:n ominaisuudet ovat paljon kertamuo-visen polyuretaanin (PUR) kaltaisia. TPU:ta ei ole ollut saatavana alle Shore A 70 -kovuu-della ilman pehmitysaineita, jotka ajan mit-taan migroituvat eli siirtyvät tuotteen pin-taan ja haihtuvat. Nykyään uudet ns. peh-mo-TPU:t ovat testauksessa markkinoilla. Kulutuksen- ja repäisynkestävyys ovat TPU: lla omaa luokkaansa termoelastien keskuu-

dessa. Toisaalta se on hyvin kitkainen mate-riaali myös työstössä, mikä aiheuttaa usein muottiintarttumis- ja juoksevuusongelmia ruiskuvalussa. Ekstruusiossakaan ei TPU:lla päästä samoihin tuotantonopeuksiin kuin muilla pehmeillä muoveilla, kuten PVC:llä ja PELD:llä.

TPU:ta käytetään runsaasti teknisten muovien seosaineena parantamaan niiden sitkeyttä ja pintakitkaa. Ruiskuvalamalla sii-tä valmistetaan mm. kengänpohjia, kellon-rannekkeita sekä runsaasti erilaisia kaksi-komponenttituotteita jäykkien teknisten muovien kanssa. Ekstruusiolla TPU:sta teh-dään monenlaisia kulutuksenkestäviä ja puhkaisulujia kalvoja, paineilmaletkuja sekä pinnoitteita. TPU on noin kaksi kertaa mark-kinajohtajaa SEBS:iä kalliimpaa.

Kova PP ja pehmeä SEBS hammasharjan varressa.

eniten, kuten markkinakaaviosta ilmenee. SEBS on SBS:ää suositumpi lähinnä sen pa-remman kemikaalin- ja UV-kestävyyden an-siosta. Styreeniblokkikopolymeerejä käyte-tään runsaasti monenlaisiin tarroihin, säh-köteollisuuden eristeisiin, käyttöesineiden pehmytosiin sekä jalkineisiin. SEBS:n hin-ta, pehmeys, saatavuus ja työstettävyys te-kevät siitä tyypillisesti ensimmäisen vaih-toehdon, kun haetaan uuteen tuotteeseen elastista efektiä tai ominaisuutta. Esimerkik-si tartuntatuntuman, lämmönkestävyyden tai repäisylujuuden vuoksi voidaan päätyä muihin termoelasteihin.

Polyolefiinielastit, TPOPolyeteenistä ja polypropeenista on kehi-tetty omat termoelastinsa. Tuotekehitys näiden aineiden kanssa edistyy jatkuvasti. TPO-tyypit on toistaiseksi kehitetty pääosin ekstruusiokäyttöön, polyolefiinien seosai-neeksi tai esimerkiksi adheesiokerrokseen monikerroskalvoissa. Polyolefiinielastien

Vesieristävä TPO-kattopääl-lyste kiinnite-tään alusraken-teeseen joko mekaanisesti tai liimaamalla.

Ruiskuvaletut TPU-pyörät rullaluistimissa.

brin

Voyin

Krafis


Termoplastiset vulkanaatit, TPVTermoplastiset vulkanaatit ovat yleensä po-lypropeenin ja vulkanoidun kumin seoksia. Ne käyttäytyvät ruiskuvalussa juuri päin-vastoin kuin TPU ja nimenomaan vaativat paljon kitkaenergiaa sylinterissä ja – TPE-S-tyyppien tapaan – nopean ruiskutuksen muottiin. Suurin ongelma TPV:n työstös-sä onkin se, miten saadaan tarpeeksi teho-kas kaasunpoisto (ilma) muotista. TPV tart-tuu erityisen hyvin polyolefiineihin, jotka ovat siinä itsessäänkin kantoaineena. Näin esimerkiksi PP:n kanssa voidaan valmistaa kevyitä ja hyvin tarttuvia kaksikomponent-tituotteita, kuten hammas- ja tiskiharjoja. Pintakitkansa ansiosta TPV soveltuu tyypil-

lisesti erittäin hyvin kova-pehmeä-muovi-yhdistelmän grippi- eli tartuntamateriaalik-si, sillä se antaa hyvän haptisen tuntuman. TPV:n tiheys eli ominaispaino on tyypillises-ti pienempi kuin TPE-S-tyyppien. Tiheyden-kin huomioon ottaen sen hinta on hieman SEBS:ää kalliimpi.

Kopolyesterielastit, TPE-ETPE-kopolyesterit ovat hyvin kemikaalin- ja lämmönkestäviä. Ne voidaan luokitella omi-naisuuksiensa perusteella teknisten muovi-en luokkaan. TPE-E-tyyppejä ei tyypillisesti ole saatavana niin pehmeänä kuin SEBS:ää, TPV:tä tai TPO-laatuja. TPE-E on selvästi kal-liimpaa kuin käytetyimmät termoelastit:

se maksaa tyypillisesti kuusi euroa kilo tai enemmän. Kopolyelasteista valmistetaan erikoisputkia sekä sähköteollisuuden osia.

Polyamidielastit, TPE-ATPE-A-ryhmän lämmönkestävyys on ter-moelastien paras. Polyamidielasteissa on omat tyyppinsä useille polyamidiryhmille kuten PA 66, PA 11 ja PA 12. Teknisimmät TPE-A-laadut kestävät jopa 170 °C: een jatkuvan lämpötilan. Ne maksavat kuitenkin paljon: 8 – 15 euroa kilolta. Polyamidielasteista val-mistetaan kemiallisesti ja lämmönkestol-taan vaativia pehmeitä tuotteita kuten au-ton moottoritilan tiivisteitä ja lentokone- teollisuuden tuotteita.

Erikoisuus Pehmeä medical- laatu

SEBS-pohjainen ABS - ja PC-adheesio PA6, PA66-adheesio Palonsuoja+ adh. PC, ABS

Vulkanoitu kumi + PP

Palonsuojattu V0-laatu

Polyeetteripohj. TPU

Pintakova TPU Pehmeä TPU Kopolyesterielasti

Muovi (Shore-kovuus) TPE-S(A30) TPE-S(A60) TPE-S(A60) TPE-S(A80) TPE-S+FR(A70) TPV (A70) TPV+FR (A60) TPU-E(A85) TPU (D70) TPU(A70) TPE-E (D30)

Kauppanimi Elastron P.G401.A30.N

Dryflex 600600S Dryflex A2600600S For-Tec E OC8OAN Thermolast K TC7MFN

Sarlink 3170 Elastron V601.A60.N

Irogran A 85 P 4380

Laripur LPR 72D25

Isothane 1070 Skypel G130D

Tiheys g/cm3 0.89 1.18 1.1 1.1 1.12 0.95 1.12 1.14 1.24 1.18 1.07

Kovuus Shore A 30 60 60 78 78 73 60 87 70

Kovuus Shore D 36 69 30

Vetolujuus 5 7 7 7.5 3.5 35 205 220

Murtovenymä 1 000 600 500 900 500 450 450 600 900

Repäisylujuus 18 30 30 36 42 18 35 75 95

Suositeltu työstötapa ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu ruiskuvalu

Sulalämpötila oC 190 195 220 240 200 205 195 185

Muotin lämpötila oC 35 45 45 70 35 40 40 45

Sulajuoksevuus 10 50

Taulukon esimerkkimuovit ovat: Elastron, Irogran ja Skypel, myynti ja markkinointi Suomessa IMCD FinlandDryflex ja Laripur, myynti ja markkinointi Suomessa TelkoFor-Tec ja Thermolast K, myynti ja markkinointi Suomessa Bang&BonsomerIsothane ja Sarlink, myynti ja markkinointi Suomessa Erteco

Polyamidielastit kestävät jopa 170 oC:n lämpötilan.

Termoelasteista voidaan tehdä tuhansia erilaisia kompaundeja eli seoksia.

100 101m u o v i e n e s i t t e l y 1 . 4 . b i o m u o v i t

1.4. Biomuovit

HistoriaaTodisteita luonnosta saatavan biomuovin käytöstä löytyy yli 3 000 vuoden takaa, jol-loin osattiin hyödyntää puun kuoren alta löytyneitä Kerria lacca -hyönteisen koteloita. Materiaalille annettiin englanninkielinen ni-mi shell lac (kotelolakka), suomeksi sellak-ka. Lajista käytetään suomen kielessä myös nimitystä lakkakirva. Sitä käytetään vieläkin mm. puuesineiden viimeistelyssä, lääke-pillereiden pinnoituksessa, kynsilakoissa ja sitrushedelmien kiillotuksessa (E-koodi E904).

Vanhimpiin luonnosta saataviin elastei-hin kuuluu luonnonkumi, suomeksi gut-taperkka, kemialliselta rakenteeltaan pää-osin polyisopreenia. Sen teollinen hyödyn-täminen aloitettiin 1840-luvulla renkaissa ja vedenkestävissä vaatteissa, kun kehitet-tiin luonnonkumin vulkanointi. Seuraavana vuorossa olivat selluloosajohdannaiset, ku-ten nitroselluloosa (Parkesine) 1862, selluloi-di (Xylonite, Celluloid) 1869, termoplastinen selluloosa-asetaatti 1904 sekä sellofaani 1908. Soijapohjaisia muoveja ja komposiit-

teja käytettiin mm. Fordin korirakenteissa jo 1940-luvulla.

Tällä hetkellä ehkä tunnetuimman bioha-joavan muovin, polylaktidin (PLA), kehitti W. H. Carothers 1932 DuPontilla. Tuotanto ke-hitettiin tuolloin teolliseen mittaan, mutta hyllytettiin 1950-luvulla, kunnes 1980-luvul-la kiinnostus biohajoaviin muoveihin heräsi uudelleen.

Biomuovien tyypitBiomuoveiksi nimitetään joko uusiutuvista luonnonvaroista lähtöisin olevia biohajoavia tai kestäviä muoveja tai fossii-lista alkuperää olevia biohajoavia muo-veja. Biohajoavat muovit voivat hajota joko teollisessa kompostoinnissa, kotikompostis-sa tai joutuessaan luontoon (veteen tai maa-han). Osa biohajoavista muoveista voi hajo-ta myös elimistössä, kuten lääketieteellisiin sovelluksiin kehitetyt biomuovit (esimerkik-si PGA ja tietyt PLA:t). Muovi voidaan luoki-tella biohajoavaksi, jos se hajoaa mikrobitoi-minnan vaikutuksesta:• vedeksi, hiilidioksidiksi ja energiaksi

(aerobisessa hajoamisessa) tai• vedeksi, metaaniksi ja energiaksi

(anaerobisessa hajoamisessa). Jotta materiaali voidaan luokitella biohajoa-vaksi, tulee sen täyttää joko eurooppalai-nen biohajoavuuden standardi EN 13432 tai amerikkalainen ASTM D6400 -standardi.

Biomuovit voidaan määrittää myös läh-töaineiden mukaisesti, kuten viereisen si-vun kaaviossa. Osaa biomuoveista valmis-tetaan vasta pienessä mittakaavassa, mutta

Biomuovit lajiteltuina lähtöaineiden-sa mukaan.

Sellakkapin-noitus antaa kiiltoa van-hoille huone-kaluille.

Suoraan biomassasta muokatut

PolysakkariditTärkkelyspohjaiset muovit, pektiini, karrageeni

ProteiinitEläinperäiset: kaseiini, kollageeni, gelatiiniKasviperäiset: soija, zein, gluteeni

Lipidit, silloitetut triglyseridit

SelluloosapohjaisetECA, CAB, CAP, HPC, HEC, nitroselluloosa

Hemiselluloosajohdannaiset

Kitosaani/kitiininjohdannaiset

Termoplastinen ligniini

KumitLuonnonkumi, guarkumi,karrageeni, alginaatti,arabikumi

Mikro- organismien valmistamat

PHB, PHBV, PHBH

Ksantaani, pullu- laani, curdlaani

Bakt. selluloosa

PLA

PGA

PE PP

Bio- pohjaiset

”perintei-set” muovit

PA

PUR

PBT

PET

PVC PBS, PBSA PBAT PBSAT PBA

Mono- meereista valmistetut

Hiilidioksidista Polykarbonaatti PC,polypropyleenikarbonaatti PPC

Biomassa

BIO- MUOVIT

Biohajoavat fossiilisista raaka-aineista

PCL PVOH

juris


esimerkiksi PLA, PCL, PVA, PHA:t ja selluloo-sajohdannaiset ovat olleet markkinoilla jo pitkään. Valtamuoveja kuten PE, PP, PA, PET, PC ja PVC valmistetaan myös uusiutuvista lähtöaineista (10–100 %), jolloin nekin saa-vat sijansa biomuoveissa. Ne on esitetty täs-sä kirjassa kunkin muovin esittelyn kohdalla.

Termoplastinen tärkkelys, TPSOsa kaupallisista biomuoveista on itse asias-sa biomuovien ja pehmittimien seoksia, joil-la on pyritty hakemaan ominaisuuksia eri sovelluksiin. Useat seosbiomuoveista poh-jautuvat termoplastiseen tärkkelykseen (TPS), jonka määrää säätelemällä pysty-tään mm. nopeuttamaan materiaalin bio-hajoamista. Tällaisia seosmuoveja ovat mm. BIOPLAST (Biotec), Cardia Bioplastics, Eco-

Biomuovien vertailua sitkeys-jäyk-kyys-ominai-suusyhdistel-män avulla.

polymeerirakennetta. PLA-laatuja on kehi-tetty ruiskuvaluun, kuituekstruusioon, kal-voekstruusioon, lämpömuovaukseen sekä puhallusmuovaukseen. Valmiina tuottee-na PLA on biohajoava, mutta vaatii teollisen kompostoinnin, jotta hajoaminen käynnistyy. PLA soveltuu hyvin ruokapakkauksiin, pulloi-hin, kalvoihin, kuituihin, 3D-tulostukseen se-kä paperin ja kartongin pinnoitukseen.

PLA:n suurimpia valmistajia ovat Cor-bion, NatureWorks (Ingeo), SK Chemicals (EcoPlan) ja Teijin.

Polyhydroksialkanoaatit eli PHA:t: PHB, PHBV ja PHBHPolyhydroksialkanoaatit kuten polyhydrok-sibutyraatti (PHB), polyhydroksibutyraattiva-leraatti (PHBV) ja polyhydroksibutyraattihek-sanoaatti (PHBH) ovat bakteerien avulla

fermentoimalla valmistettuja polyesterei-tä. Lähtöaineina niissä käytetään glukoosia, jota saadaan mm. soija-, maissi- tai palmu-öljystä. Vaihtoehtoisia ei-ruokaperäisistä raa-ka-aineita ollaan kehittämässä esimerkiksi levistä ja selluloosasta. PHA:t ovat täysin bio-hajoavia, ja osa laaduista hajoaa jopa luon-nossa (esim. vedessä). PHB on osakiteinen polymeeri, joka muistuttaa valtamuoveista eniten polypropeenia. PHB on jäykkä poly-meeri (vetomoduuli noin 3 500 MPa), mutta siitä saadaan kopolymeroimalla myös elasti-sia laatuja, kuten PHBV ja PHBH.

PHB soveltuu ruiskuvaluun, ja siitä val-mistetaan esimerkiksi kertakäyttöaterimia ja partahöylän varsia. PHBV ja PHBH ovat monikäyttöisempiä, ja ne soveltuvat ruisku-valun lisäksi myös kalvoekstruusioon. PHA:t kestävät hyvin kosteutta, kuumaa vettä ja rasvoja.

Kertakäyttöhaarukka PLA:sta.

PHB:sta valmistettu biohajoava parta- höylän varsi.

pond (KingFa), Biopropylene ja Trellis Earth (Trellis Bioplastics), Mater-Bi (Novamont) se-kä Terraloy (Teknor Apex).

Polylaktidi, PLAPLA on valmistettu maitohaposta, jonka läh-töaineena on tyypillisimmin maissi ja muut viljat. Näiden lisäksi uusia, ei-peltoperäisiä raaka-aineita ollaan tuomassa mukaan val-mistukseen. PLA on kirkas, polystyreeniä muistuttava muovi, josta on onnistuttu ke-hittämään useita eri laatuja käyttämällä peh-mittimiä ja moolimassaa sekä säätelemällä

8 000

7 000

6 000

5 000

4 000

3 000

2 000

1 000

01 10 100 1 000

Venymä, %

Veto

mod

uuli,

MPa

PHBVTPS

Sello- faani

CAP

PCL

PLA

PHB

PGA

PBS PBAT

PA 11

Lucis

BWFis


Polyhydroksyalkanoaattien valmistajia ovat Biocycle, BioMatera, Biomer, CJ Cheil-Jedang BIO, Danimer Scientific, Ecomann, Kaneka, TianAn, Tianjin GreenBio Materials ja SIRIM. Ainakin nämä valmistajat uskovat PHA:n käytön lisääntyvän tulevaisuudessa selvästi.

Alifaattiset-aromaattiset ko-polyesterit PBS, PBSA, PBATAlifaattiset aromaattiset kopolyesterit ovat tyypillisesti läpinäkyviä ja joustavia materi-aaleja, joilla on melko alhainen sulamispis-te (tyypillisesti < 120 °C). Lähtöaineina niissä käytetään uusiutuvista raaka-aineista saata-via butaanidiolia, meripihkahappoa ja adipii-nihappoa. Biopohjaisuus vaihtelee laaduit-tain 9 %:n ja 60 %:n välillä. Kopolyestereiden ominaisuuksia säädetään raaka-ainesuhteilla sekä polymeerin pituudella. Materiaalit ovat usein myös biohajoavia. Niitä voidaan käyt-tää joko sellaisenaan erilaisissa kalvosovel-luksissa tai seoksina muiden biopolymeerien,kuten PLAn, PHAn tai tärkkelyksen, kanssa.

Kopolyestereiden valmistajia ovat BASF (Ecoflex, Ecovio), MCPP (BioPBS), Showa Denko (Bionolle) Jinhui ZhaoLong (Ecowor-ld) ja SK Chemicals (EcoZen)

Polykaprolaktoni, PCLPolykaprolaktoni on läpinäkyvä biohajoava polymeeri, jota valmistetaan fossiilista läh-töaineesta, kaprolaktonista. Riippuen mooli-massasta sen vetomoduuli on 400–500 MPa ja venymä 700–900 %. Polykaprolaktonilla on erittäin alhainen lasisiirtymäpiste, -60 °C. Sitä käytetään tavallisesti seostettuna mui-hin biopolymeereihin sekä tärkkelykseen

antamaan tuotteelle joustavuutta. Toinen pääkäyttöalueista on polyuretaanin valmis-tus. PCL:n suurin valmistaja on Dow Chemi-cals.

Polyglykolihappo, PGAPolyglykolihappo on jäykkä (moduuli 6500 MPa) polymeeri, jolla on erinomaisen pieni hapen- ja hiilidioksidin läpäisevyys. Se pa-rantaa kyseisiä ominaisuuksia myös seostet-tuna muihin muoveihin. PGA sulaa lämpöti-lassa 225–230 °C, ja sen lasisiirtymäpiste on 40 °C. Se soveltuu ruiskuvaluun ja seostet-tuna muihin biomuoveihin myös ekstruu-sioon. Se on nopeasti biohajoava polymeeri sekä kudosyhteensopiva. PGA:ta käytetään paljon joko kopolymeroituna tai seostettu-na PLA:n kanssa lääketieteen sovelluksissa, kuten haavalangoissa. PGA:ta valmistaa Ku-reha (Kuredux).

Selluloosapolymeerit, CA, CAB, CAPSelluloosapolymeerien raaka-aineena käy-tetään pääasiassa puuvillaa, puuta tai hamp-pua. Selluloosapolymeerit ovat kestomuo-visia selluloosan estereitä, joiden ominai-suuksien säätöön käytetään pehmittimiä. Selluloosapolymeerit ovat tyypillisesti läpi-

näkyviä, naarmutuksen kestäviä, antistaatti-sia ja niillä on hyvä kosketustuntuma, minkä vuoksi niitä käytetään esimerkiksi silmälasi-en sangoissa, kammoissa, työvälineiden kah-voissa, optisissa kalvoissa, tupakan filttereis-sä, kuituna vaatteissa ja pakkauskalvoissa.

Regeneroidusta selluloosasta valmiste-taan kalvoja ja kuituja kuten viskoosi ja sel-lofaani. Nekin kuuluvat selluloosapolymee-reihin.

Selluloosapolymeerejä valmistavat Al-bis (Cellidor), Daicel (Eastman (Tenite), Ma-zzuchelli (Bioceta) ja Rotuba (Auracell) sekä kalvoja Celanese (Clarifoil) ja Innovia Films (NatureFlex ja sellofaani).

Biomuovien tulevaisuusBiomuovien osuus kaikista muoveista oli vielä vuonna 2016 noin 2 %, mutta niiden markkinat kasvavat enemmän kuin fossiilis-

ta alkuperää olevien muovien. Biomuovien markkinoiden arvioidaan kasvavan lähes 20 % vuodessa aikavälillä 2017–2025. Jo täl-lä hetkellä markkinoilla olevilla biomuoveil-la on arvioitu voitavan korvata 5–10 % fos-siilisista muoveista. Biomuovien osuus on tulevaisuudessa todennäköisimmin vielä-kin suurempi, kun eri laatujen kehittyminen kasvattaa valmistusmääriä ja laskee hintoja, lainsäädäntö muuttuu ja biohajoavuusvaa-timukset kiristyvät. Biopohjaisten muovien on arvioity teknisesti pystyvän korvaamaan 90 % fossiilisista muoveista.

Selluloosa- asetaattikui-dun suurin käyttökohde on tupakan filtteri. Se on biopoh-jainen, muttei biohajoava materiaali.

Muut biohajoavat 3 %

Biohajoavien muovien maailman- markkinaennuste vuodelle 2021 (ei sisällä biopohjaisia, ei-biohajoavia muoveja)

Yhteensä noin 1,3 miljoonaa tonnia

EBIO

Tärkkelysseokset 34 %

PLA 26 %

PHA 20 %PBS 9 %

PBAT 8 %

Lue lisääbiomuoveistaEuropean Bio- plasticsin sivuilta

Andis


Biomuovien valmistajaarctic biomaterials oy (abm composite)

YritysArctic Biomaterials Oy, joka tunnetaan myös nimellä ABM Composite, on yritys, joka kes-kittyy biopohjaisten ja biohajoavien kom-posiittimuovien valmistamiseen. ABM:n komposiittien pääraaka-aine on polylaktidi, PLA. Yritys käyttää suurimman osan resurs-seista tuotekehitykseen ja uusien biopoh-jaisten raaka-aineiden tutkimiseen ja kehi-tykseen. Komposiittien lujitteena käytetään ABM:n kehittämää ja valmistamaa biohajoa-vaa lasikuitua. Tämä lasikuitu on saksalaisen TÜV:n testauksessa CEN EN 13432 -standar-din (materiaalikierrätys kompostina) täyttä-miseksi. Komposiittimateriaali valmistetaan pitkäkuitulinjalla (LFT). LFT-linjalla lasikuitu on jatkuvasyötteistä ja sulalla biomuovil-la impregnoinnin (imeyttämisen, kastelun) jälkeen materiaali pilkotaan granulaateiksi. Tyypillinen ruiskuvalussa käytettävän gra-nulaatin pituus on 4-20 mm riippuen ruisku-valukoneen koosta.

ABM:llä on vuonna 2017 Suomen ainoa la-sikuitutorni, jossa biolasikutua valmistetaan ja lasireseptejä kehitellään. Vuonna 2016 ABM osti 3D-tulostinyritys Minifactory Oy:n. Tämän yritysoston yhteydessä ABM vahvis-taa osaamistaan myös tällä kasvavalla tuo-tantoalueella.

TuotantoABM:llä on Tampereella kaksi tuotantoyk-sikköä, joista toinen keskittyy lääketeolli-suuden tuotteisiin ja toinen teollisiin ma-teriaaleihin. Lääkepuolen materiaalit ovat

implanttimateriaaleja, joista valmistetaan elimistöön sijoitettavia ruuveja, levyjä ja ankkureita. Käyttämällä elimistössä bioha-joavia tuotteita vältytään usein myös toi-selta leikkaukselta, joka joudutaan teke-mään esimerkiksi metalliruuveja poistet-taessa. ABM:n tuotteet ovat mekaanisesti vahvempia kuin monet muut vastaavat ma-teriaalit. ABM:n raaka-aineista valmistettu-jen implanttien hajoamisaika kehossa voi-daan säätää samaksi kuin esimerkiksi korja-tun luun paranemisaika. Lääketeollisuuden tuotteissa laadulla ja jäljitettävyys on tär-keää, ABM onkin ISO 13485 -sertifioitu.

Teollisten materiaaleiden valmistuk-seen keskittyvä tuotantoyksikkö toimii laa-jemmalla markkina-alueella, joten myös sen tuotantokapasiteetti on moninkertai-nen. Koska asiakkaat ovat pääosin ulkomail-la, seuraava tehdas on suunnitteilla Suomen rajojen ulkopuolelle.

TeknologiaABM:n biohajoava lasikuitu on ainutlaatui-nen tuote markkinoilla, sillä se tarjoaa mah-dollisuuden käyttää biopohjaista ja bioha-joavaa materiaalia käyttökohteissa, joissa aikaisemmin on vaadittu öljypohjaisten tek-nisten muovien mekaanisia ominaisuuk-sia ja lämpötilan kestoa. Jokainen granu-laatti koostuu 3 000–5 000 kuidusta, mikä antaa hyvät mekaaniset ominaisuudet. La-sikuitu hajoaa vain kontrolloidussa ympä-ristössä, kuten teollisessa kompostoinnis-sa. Tarkkaan määritetyissä olosuhteissa PLA

EsimErkki saadaan hajoamaan, ja tämä altistaa lasi-kuidun reagoimaan kompostoinnin olosuh-teille, jolloin lasikuidun hajoamisprosessi al-kaa. ABM-tuotteet ovat kestotuotteita, joten kotikompostoinnissa ne eivät hajoa. Tämä mahdollistaa materiaalien käytön vaativis-sa ja pitkäaikaisissa olosuhteissa. Teknolo-gian kehitys ABM:llä perustuu kolmeen pää-asiaan: 1) materiaalin pitää olla prosessoita-vissa olemassa olevilla laitteistolla ja koneil-la, 2) matriisipolymeerin tulee olla laajasti saatavilla ja tuotanto tukevalla pohjalla, 3) on käytettävä biohajoavaa lasikuitua.

PLA itsessään kestää noin 60 asteen läm-pötilan (HDT B) mutta vahvistettuna ABM biolasikuidulla ja kiteisyyttä nostamalla kes-to on saatu lähelle 165 astetta (HDT A). Tämä avaa materiaalille uusia käyttökohteita.

PLA ja sen lähtöaineetPLA, jota ABM käyttää, pohjautuu pitkälti teollisesta maissista saatavaan kasvisokeriin ja sen käymisellä aikaan saatuun maitohap-poon. ABM kuitenkin jatkuvasti tutkii tekno-logioita, joilla pyritään ottamaan biomuovik-si prosessoitava hiilidioksidi suoraan ilmasta ilman tarvetta kasveissa tapahtuvalle yhteyt-tämiselle. Vuonna 2017 maailman muovi-markkinoista prosentti on biohajoavia muo-veja. Kun tämä prosenttiluku kasvaa, niin vil-jelystilan saatavuus ei ole itsestäänselvää.

Tuotannossa on LFT-linjojen lisäksi muu-tamia erikokoisia ruiskuvalukoneita, joilla saadaan tehtyä esimerkiksi testeihin tai ana-lyyseihin tarvittavat kappaleet. Myös asiak-kaiden muoteilla ajetaan materiaaleja, jotta voidaan tarjota sekä itse biomateriaali(kom-posiitti) että siitä ruiskuvalettu tuote avai-met käteen -periaatteella.

MarkkinatABM:n markkinat ovat globaalit. Käyttökoh-teita löytyy autoteollisuudesta leluteollisuu-teen – periaatteessa kaikki tuotteet, joissa käytetään teknisiä muoveja, ovat soveliai-ta. Lähtökohtana on, että yrityksellä on halu pienentää hiilijalanjälkeä ja fossiilisten raa-ka-aineiden käyttöä.

ABM:n testilaboratorioABM:n omassa analyysi- ja testilabo-ratoriossa voi suorittaa seuraavat mit-taukset ja analyysit: •molekyylipaino ja molekyylipaino-

jakauma•viskositeettimittaus, myös

dynaaminen•monomeeripitoisuus •DSC-analyysi •partikkelikoko •metalli- ja katalyyttijäämät •liuotinjäämät •mekaaniset ominaisuudet

•vetolujuus, vetomoduuli ja venymä•taivutuslujuus, taivutusmoduuli•kitka ja kuluminen•vääntömomentti•iskulujuus ja lovi-iskulujuus.

Lue lisääABM Compositesta

108 109m u o v i e n e s i t t e l y 1 . 5 . e r i k o i s m u o v i t

1.5. Erikoismuovit

HistoriaaPolyklooritrifluorieteeni PCTFE oli ensim-mäinen, jo 1930-luvulla kehitetty fluorimuo-vi. Sen työstö oli kuitenkin vaikeata ja käyt-tö vähäistä. 1950-luvulla haluttiin muoveille parempia lämmönkesto-ominaisuuksia, jot-ta ne voisivat yhä useammassa käyttökoh-teessa korvata metalleja. Myös jäykkyyttä niihin haluttiin lisää, tämä toteutettiin pää-osin lujittamalla muovia lasikuidulla. Kum-massakaan tavoitteessa ei kestomuoveissa ole onnistuttu. Valtamuovien pitkäaikainen lämmönkesto on yleensä alle sata astetta, teknisillä muoveilla voidaan päästä yli 150

°C:een ja lyhytaikaisesti yli kahteensataan

asteeseen. Myös jäykkyydessä jäätiin perin kauas esimerkiksi teräksestä. Ensimmäinen enemmän käytetty erikoismuovi, PPS, tuli markkinoille jo 1960-luvulla.

Erikoismuovit yleisestiErikoismuoveilla voi pitkäaikainen lämmön-kesto nousta yli 200 °C:een ja lyhytaikainen yli 350 asteen. Myös niiden kemiallinen kes-to voi olla poikkeuksellisen hyvä. Erikois-muovit ovat kalliita: noin 10 euron kilohin-nasta moneen sataan euroon kilolta. Niiden työstö ei tyypillisesti ole helppoa, sillä eri-koismuovit voivat vaatia jopa 400 °C: n su-lalämpötilan. Tämä asettaa vaatimuksia niin

työstökone- kuin oheislaitemateriaaleille. Lisäksi muotin pitää olla kuuma usein lä-hes 200 °C. Näin korkean muottilämpötilan saavuttaminen vaati muotissa paineistet-tua vesihöyryä, öljykiertoa tai sähkövastus-kuumennusta. Vaikea työstö yhdistettynä korkeaan kilohintaan on suuri haaste ruis-kuvalulle. Muottikustannus on kallis, ellei vuotuiset tuotantomäärät ole suuria. Niin-pä näistä erikoismuoveista usein tehdään muotokappaleita puolivalmisteista lastua-van työstön avulla, ks. luku Muovilevyt ja tangot.

Polysulfonimuovit: PSU, PES ja PPSUPolysulfonimuovit on käytetyin erikois-muoviryhmä. Ne ovat amorfisia ja läpinäky-

viä. Tosin usein ne ovat hieman kellertäviä eivätkä lasinkirkkaita. Sulfonimuovien vis-kositeetti on melko suuri, joten ohuet seinä-mät tai monimutkaiset muodot ovat niille haaste. Näitä muoveja käytetään kemian ja lääketieteen laiterakennuksessa läpinäkyvi-nä säiliöinä ja osina osittain myös siksi, että ne kestävät höyrysterilisoinnin.

Polysulfonilla, PSU:lla pitkäaikainen lämpötilankesto on noin 150 °C. PSU:ta käy-tetään paljon elintarviketeollisuudessa. Siitä valmistetaan rasvan kiehumisen kestäviä as-tioita.

Polyeetterisulfoni PES:n jatkuva lämpö-tilankesto on noin 180 °C. PES on ilman pa-lonsuoja-aineitakin syttymätön materiaali. Sen vuoksi sitä käytetään lämpömuovattu-na levynä esimerkiksi lentokoneiden sisä-verhouksissa.

Polysulfonimuovit kestävät höyry- steriloinnin myös hammaslääkärin työkaluissa.

Hemodialyysi- laitteen ns. onttokuidut valmistetaan yleensä PES:stä.

AGEis

sudis

110 111m u o v i e n e s i t t e l y 1 . 1 . v a l t a m u o v i t

Polyfenyylisufoni PPSU on polysulfoni-muoveista kallein, mutta lämmön- ja iskun-kestävin. PPSU pehmenee vasta yli 200 as-teen lämmössä. Se on myös amorfinen, jo-ten siitä voidaan valmistaa tarkkamittaisia ja lämmönkestäviä ruiskuvalutuotteita. PP-SU-osia voidaan lääketeollisuuden käytös-sä höyrysteriloida käytännössä rajattoman monta kertaa. Toinen PPSU:n käyttökohde ovat kuumavesi- sekä höyryputkistojen osat.

Polyfenyleenisulfidi, PPSPPS on osakiteinen, mutta hauras muovi, joka myydään lähes aina täytettynä tai lu-jitettuna. PPS:n jatkuvan lämmönkesto on yli 200°C. Se on erikoismuoveista halvim-pia. PPS on itsesammuva materiaali ilman palonsuoja-aineitakin jopa 0,4 mm ohuena.

Sitä käytetään metallien pinnoitukseen sekä lämmönkestäviin sähkö- ja elektroniikkalait-teiden osiin.

Polyimidimuovit: PI, PEI ja PAIPolyimidimuovit ovat ryhmä muoveja, joi-den lämmön ja kemikaalien kestävyys ovat muovien huippua – samoin myös hinta. Osa polyimideistä on vaikeasti työstettäviä.

Polyimidiä PI käytetään pinnoitteina ja puristeosina esimerkiksi laakereihin. Täyttä-mättömiä ja lujitettuja polyimidiä käytetään runsaasti elektroniikan ja kemian sovelluk-siin. Muita polyimidejä voidaan käyttää PI:n tapaan samoihin sovelluksiin. Polyimidit ovat tulleet myös tunnetuksi joustavana pii-rilevymateriaalina.

Polyeetteri-imidi PEI on luonnonvärise-nä meripihkan värinen. Sitä käytetään usein lujitettuna esimerkiksi lääketeollisuudessa ja veneen osissa.

Polyamidi-imidi PAI tuli tunnetuksi vuo-sia sitten, kun siitä hiilikuitulujitettuna teh-tiin kilpa-auton moottori. Sen tekniset omi-naisuudet ovat huippuluokkaa, mutta su-laprosessointi vaikeaa ja tarkkaa.

Fluorimuovit PCTFE, PTFE, PVDF ja FEPPolyklooritrifluorieteeni PCTFE oli ensim-mäinen, jo 1930-luvulla kehitetty fluorimuo-vi. Myöhemmin sen käyttö vähentyi.

Polytetrafluorieteenin, PTFE, kauppa-nimeltään Teflon, kehitettiin myöhemmin korvaamaan PCTFE. PTFE onkin monipuoli-sin fluorimuovi. Se kestää erittäin hyvin ke-mikaaleja, sillä on myös hyvin pieni kitka ja tarttuvuus muihin aineisiin sekä laaja käyt-tölämpötila-alue. Kun ominaisuuksiin lisä-tään sopivuus elintarvikekosketukseen, ei ole ihme, että paistinpannut pinnoitetaan juuri PTFE:llä. Metallin pinnoituksen lisäk-si PTFE:stä valmistetaan tiivisteitä ja letkuja. PTFE:n käyttöä kuitenkin rajoittaa sen yksi-puolinen työstettävyys ja heikko hankauk-senkestävyys.

Polyvinylideenifluoridi, PVDF muistut-taa useilta ominaisuuksiltaan PTFE:tä, mut-ta sitä on helpompi työstää tavanomaisten kestomuovien työstömenetelmillä. Siitä val-mistetaan kaiutinkalvoja, säänkestäviä pin-noitteita ja sähköjohtojen eristeitä.

FEP:tä käytetään sähköjohtojen primää-rieristeenä sekä PTFE:n adheesiokerroksena metalliin. Fluorimuovien haastavan työstön vuoksi niitä ei juurikaan ruiskuvaleta, vaan muotokappaleet työstetään lastuamalla puolivalmisteista eli levyistä ja tangoista.

Nestekidemuovi LCP (Liquid Crystal Polymer)Ensimmäisten kaupallisten

hintakehitys suurimmat valmistajat ja hintakehitys 2008– · equipolymers 10 % neo group 9 %...

Documents