HUUMA-hankkeesta lisätietoa PHA-muovien kehityksen tueksi
Teksti: Jenni Syvänne, Muovipoli Oy ja Gatja Tiusanen, LAB-ammattikorkeakoulu Kuvat: LAB-ammattikorkeakoulu
Suomessa ja globaalisti käydään paljon keskusteluja biomuovi- en mahdollisuuksista. Metsäteollisuuden jätevesissä, maatalou- den jätteissä ja muissa orgaanisissa jätefraktioissa on edelleen merkittäviä määriä hiilipitoisia ravinteita, kuten lignoselluloo- saa, hemiselluloosaa, selluloosaa ja ligniiniä sekä niiden hajoa- mistuotteita. Näitä voidaan hyödyntää esimerkiksi polyhydrok- syalkanoaattien (PHA) tuottamisessa. Helsingin yliopisto, Muovipoli Oy ja LAB-ammattikorkeakoulu käynnistivät vuoden 2025 alussa Euroopan aluekehitysrahaston osarahoittaman ryhmähankkeen ”Kasvibiomassan hiili uusiutu- viksi materiaaleiksi (HUUMA)” . Hankkeessa kehitetään maatalo- us- ja metsäsektorien jätemateriaaleja sekä biojätteitä hyödyntä- vää PHA:n tuottoprosessia. Samalla tutkitaan materiaalien proses- soitavuutta ja kartoitetaan niille soveltuvia käyttökohteita. Han- ketta esiteltiin aiemmin MuoviPlast-lehden numerossa 3/2025. HUUMA-hankkeessa on nyt siirrytty testaus- ja demonstraa- tiovaiheeseen. Kaupallisesti saatavilla olevilla PHA- ja PHB-ma- teriaaleilla on analysoitu materiaalien käyttäytymistä eri pro- sesseissa sekä luotu pohjaa jatkokehitykselle. Materiaaleja on tähän mennessä testattu ekstruusiossa, filamentin valmistuk- sessa, 3D-tulostuksessa ja ruiskuvalussa. Prosessointikokeista tietoa materiaalien käyttäytymisestä Ekstruusiokokeita tehtiin kahdeksalla PHA- ja PHB-materiaalil- la eri prosessointiparametreilla tavoitteena valmistaa mahdolli- simman hyvälaatuista nauhaa, jota voitaisiin hyödyntää myös mekaanisessa testauksessa. Kokeet onnistuivat pääosin hyvin, mutta haasteita aiheutti esimerkiksi käytetty ekstruuderin suutin, joka oli osalle materiaaleista liian pitkä. Tämä johti materiaalin liialliseen jäähtymiseen jo suuttimessa sekä aiheutti suuttimen tukkeutumista, materiaalin kutistumista ja näytteiden vääntyilyä. Ekstruusiokokeiden ja ensimmäisten vetokoetulosten perus- teella valittiin viisi materiaalia ruiskuvalukokeisiin. Näistä nel-
nymissä ja vetomoduuleissa. Jatkokehitykseen valittiin kak- si materiaalia, joiden prosessoitavuus oli hyvä, mutta mekaani- set ominaisuudet keskenään hyvin erilaisia. Näille materiaaleil- le tehdään seuraavassa vaiheessa lisäaineistuskokeita, joilla tut- kitaan, miten eri lisäaineiden ja reseptiikan muutokset vaikutta- vat materiaalien ominaisuuksiin. 3D-tulostus ja analyysit tukevat jatkokehitystä Tutkittavien materiaalien soveltuvuutta on arvioitu myös fila- mentin valmistuksessa ja 3D-tulostuksessa. Filamentin valmis- tuksessa käytettiin 2 mm suutinkokoa. Valmistetun filamentin paksuus oli 1,6-1,9 mm ja valmistus onnistui odotettua parem- min. Useista testatuista materiaaleista saatiin kohtalaisen hyvää ja tasalaatuista filamenttia, vaikka kelautumisessa havaittiin pai- koin pieniä haasteita. 3D-tulostukseen valittiin koetuotteeksi gol- fin tiitikku. Tulostuksessa haasteita ovat aiheuttaneet erityisesti materiaalin kutistuminen, vääntyminen ja hauraus, minkä vuok- si tulosteet ovat irronneet alustastaan kesken prosessin. Kokeet jatkuvat edelleen eri parametreilla, materiaaleilla ja laitteilla. Prosessointikokeiden lisäksi materiaaleille on tehty FTIR- , DSC- ja XRF-analyysejä mahdollisten lisäaineiden tunnista- miseksi. Lisäksi suunnitteilla on hyperspektrikamera-analyy- si sekä aiempien analyysien syventäminen. Helsingin yliopis- to analysoi vielä näytteiden PHA-pitoisuuksia. Tavoitteena on muodostaa mahdollisimman kattava käsitys siitä, miten jäte- pohjaisista raaka-aineista valmistettu PHA vertautuu markki- noilla jo oleviin materiaaleihin ja miten sitä voidaan jatkossa hyödyntää uusien biomateriaaliratkaisujen kehityksessä. Seuraavassa vaiheessa hankkeessa tavoitteena on kehittää myös PHA-pohjaisia biokomposiitteja yhdistämällä materiaaliin esimerkiksi selluloosaa, ligniiniä tai muita biopohjaisia täyteai- neita. Tarkoituksena on selvittää, miten erilaiset täyte- ja lisä- aineet vaikuttavat materiaalien prosessoitavuuteen, mekaani- siin ominaisuuksiin ja soveltuviin käyttökohteisiin. Hankkees- sa ollaan kiinnostuneita myös yhteistyöstä yritysten kanssa eri- tyisesti materiaalien, lisäaineiden ja mahdollisten käyttökohtei- den kehittämiseen liittyen. Asiasta kiinnostuneet yritykset voi- vat ottaa yhteyttä Muovipoliin tai LAB-ammattikorkeakouluun. LISÄTIETOA Jenni Syvänne, Muovipoli Oy, jenni.syvanne@muovipoli.fi Gatja Tiusanen, LAB-ammattikorkeakoulu, gatja.tiusanen@lab.fi
jän materiaalin ruis- kuvalu onnistui hyvin, kun taas yksi materi- aali tukki suuttimen. Ruiskuvaletuille näyt- teille tehtiin vetoko- keita, joissa materi- aalien välillä havait- tiin merkittäviä eroja esimerkiksi murtove-
38 MUOVIPLAST 3/2026
Made with FlippingBook - Online magazine maker