Hankkeessa rakennettu neljän säiliön esipaineistuslaitteisto.
Muottivaahdotuslaite.
Esipaisutuksen jälkeen helmet kuivataan, minkä lisäksi helmiä ikäännytetään niiden sisäisen paineen tasaamiseksi. Seuraavaksi ne siirretään muottivaahdotuslaitteen muottiin, jossa ne sintrataan toi- siinsa kiinni kuuman vesihöyryn avulla. Muottivaahdotuksessa hel- met paisuvat vielä hieman ja samalla lämpöliikkeen vaikutuksesta polymeeriketjut kietoutuvat vierekkäisten helmien pinnoista toisiinsa, sitoen helmet lopulta toisiinsa yhdeksi kokonaiseksi kappaleeksi, tuot- taen solupolystyreeniä (EPS) eli kansankielisesti ”styroxia”. Sintraus suoritetaan yleensä muotin läpi syötettävän vesihöyryn avulla, mutta se voidaan toteuttaa myös kuumalla ilmalla, muotin ulkopuolta läm- mittämällä tai nykyään jopa radioaalloilla. EPS:in uusiokäyttö tutkittavana Yksi hankkeessa toteutettu demonstraatio oli EPS:in uusiokäyttö partik- kelivaahdotuksessa. Vanhoja EPS-levyjä rouhittiin hienoksi uusiokäyt- töä varten. Normaalisti EPS:in muottivaahdotuksessa helmien sisällä on vielä jonkin verran pentaania, mikä edistää helmien paisumista muo- tissa ja parantaa täten sintrauksen laatua. Koska rouheen pentaanipi- toisuus oli levyjen iän myötä hyvin alhainen, hankkeessa hankitulla esipaineistuslaitteistolla kasvatettiin ensin rouhepartikkeleiden sisäistä painetta. Paineistettu ilma helmien sisällä korvaa ulos diffuntoituneen pentaanin parantaen helmien paisumista ja sintrautumista muotissa. Tuloksena saatujen EPS-levyjen tiheys oli noin 20 kg/m 3 . Normaalisti valmistettuun EPS-levyreferenssiin verrattuna rouhees- ta valmistetut EPS-levyt ovat valitettavasti noin 2-4 kertaa heikompia taivutus- ja puristuslujuuden saralla. Koska rouheen partikkelikoko- jakauma on hyvin laaja ja siinä on runsaasti pieniä partikkeleita, on sillä normaaleihin helmiin verrattuna huomattavasti enemmän ja monimutkaisempaa sintrattavaa pinta-alaa. Partikkeleiden kokojen ja satunnaisemman muodon vuoksi niiden optimaalinen pakkautu- minen muotissa ja siten itse sintrautuminen on haastavaa. Tämä jät- tää paljon sintrautumattomia tai osittain sintrautuneita partikkeleita rakenteeseen, mikä tuottaa normaaleihin EPS-kappaleisiin verrattuna heikompia mekaanisia ominaisuuksia. Esipaineistuksella on kuitenkin saatu kasvatettua rouheesta valmistettujen levyjen taivutuslujuutta jopa noin 80 %, mikä osoittaa rouhemateriaalipartikkeleiden sisäisen paineen kasvattamisen parantavan sintrauksen laatua. Vaikka kierrätetystä EPS-rouheesta valmistettujen kappaleiden mekaaniset ominaisuudet eivät yllä aivan normaaleista EPS-helmistä valmistettujen kappaleiden tasolle, on niiden valmistamisessa silti käytetty kierrätettyä materiaalia ja ohitettu osa partikkelivaahdotuk-
EPS-rouheesta tehtyjen levyjen taivutus- ja puristuslujuudet tiheyteen verrattuna. Normaalista EPS-helmestä valmistettu levy toimii referenssinä.
sen prosesseista, mikä säästää materiaaleja, aikaa ja energiaa ja tukee täten vihreää siirtymää. Tällä tavoin valmistettuja EPS-kappaleita voisi käyttää muun muassa mekaanisten ominaisuuksien ja pinnanlaadun kannalta vaatimattomammissa eristesovelluksissa. Katse kohti vihreän siirtymän tulevaisuutta Green Foam -hankekokonaisuudessa on demonstroitu muovien mää- rää vähentäviä vaahdotusteknologioita kaupallisten materiaalien lisäksi kokeellisilla muovimateriaaleilla, joista osa oli lisäksi bio- pohjaisia ja -hajoavia. Hankkeessa toteutettujen laiteinvestointien avulla voidaan kohdata tulevaisuuden haasteita sekä ekstruusio- että partikkelivaahdotuksen saralla, ja tutkimustulokset sekä kir- jallisuusselvitys vahvistavat suomalaisen polymeeritutkimuksen ja teollisuuden kehitystä kiertotalouden alueilla. Vasemmalla normaalin EPS-levyn ja oikealla rouheesta valmistetun EPS-levyn pinta. Huomaa erot pinnanlaaduissa.
Green Foam -hankekokonaisuus on rahoitettu Kestävää kasvua ja työtä 2014-2020 rakennerahasto-ohjelmassa REACT-EU -välineen EAKR-varoista osana Euroopan uni- onin COVID-19 -pandemian johdosta toteuttamia toimia. Lisätietoja hankkeesta: www.greenfoam.fi
MUOVIPLAST 2/2024 7
Made with FlippingBook - Online magazine maker