Biopohjaiset epoksi- ja polyesterihartsit tarjoavat korkean suorituskyvyn ja kierrätettävyyden
Oulun yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uusia biomassapohjaisia hartsimateriaaleja, joilla voidaan korvata nykyiset öljypohjaiset materiaalit komposiittituotteiden valmistuksessa. Biopohjaiset hartsit ovat vähintään yhtä lujia kuin nykyiset materiaalit. Raakaaineita saadaan metsä- ja maatalouden sivuvirroista.
Teksti: Kaisu Koivumäki, Oulun yliopisto
Polyesterihartseja hyödynnetään erilaisissa lasikuitu- komposiittirakenteissa, kuten veneissä ja asuntovau- nuissa. Epoksihartseja hyödynnetään puolestaan laa- jasti liimoina ja korkean suorituskyvyn komposiiteissa esimerkiksi urheiluvälineissä; mailoissa ja sauvoissa. Uusi tutkimus osoittaa, että biomassapohjaisista alustakemikaaleista valmistetut kertamuoveina hyö- dynnettävät epoksi- ja polyesterihartsit ovat teknisel- tä suorituskyvyltään yhtä hyviä tai parempia kuin nyt käytössä olevat materiaalit. - Esimerkiksi kehittämämme biomassapohjainen polyesterihartsi antaa jopa 76 prosenttia suuremman vetolujuuden kuin kaupallinen, fossiilisista raaka-ai- neista valmistettu polyesterihartsi. Tutkimuksellam- me pyrimme ratkaisemaan myös polyesterihartsien käyttöön liittyvää styreeniongelmaa, toteaa väitöskir- jatutkija Mikko Salonen Polyesterihartsit laimennetaan mm. prosessoitavuu- den takaamiseksi fossiiliperäisellä styreenillä, joka toi- mii formulaatioissa reaktiivisena liuottimena. Styreeni on kuitenkin helposti haihtuva yhdiste, mikä aiheuttaa useita ongelmia sekä terveysriskejä styreeniä hyödyn- tävissä teollisissa prosesseissa. - Tavoitteenamme on kehittää biopohjaisia haihtu- mattomia tai huonosti haihtuvia reaktiivisia liuottimia styreenin korvaajiksi. Vielä julkaisemattomat tulok- semme osoittavat, että varteenotettavia vaihtoehtoja pystytään kehittämää, kertoo Oulun yliopiston yliopis- totutkija dosentti Juha Heiskanen . Yli 70 % maailman epoksihartseista pohjautuu fos- siiliperäisestä bisfenoli-A:sta valmistettavaan DGE- BA-nimiseen epoksihartsiin. Bisfenoli-A tunnetaan erityisesti hormonitoimintaa häiritsevänä aineena, minkä vuoksi sen käyttöä on rajoitettu voimakkaas- ti mm. elintarvikekosketusmateriaaleissa. Väitöskir-
Uusista biohartseista valmistettuja komposiittilevyjä sääaltistuksessa. Satamassa testattiin 90 vuorokauden ajan, mitä vesi, Auringon uv-säteily, lämpötila ja ilmankosteus aiheuttavat levyille. (Kuva: Tuomo Kainulainen)
jatutkija Reima Terho on kehittänyt työssään uusia bioepokse- ja, joiden materiaaliominaisuudet päihittävät DGEBA-epoksi- hartsin ominaisuudet. - Esimerkiksi vetokokeissa bioepoksimme antaa jopa 40 % suu- rempia vetolujuusarvoja, toteaa Terho. Bioepoksit toimivat erinomaisesti myös komposiittirakenteissa. Oulun yliopistossa komposiitit valmistettiin ns. vakuumi-infuu-
siomenetelmällä, jota hyödynnetään myös teollisissa prosesseis- sa korkean suorituskyvyn komposiittituotteiden valmistuksessa. - Bioepoksista ja lasikuidusta valmistamamme komposiitit päihittävät mekaanisilta ominaisuuksiltaan kirkkaasti vastaa- vat DGEBA:sta valmistetut komposiitit. Veto- ja taivutuslujuu- det kasvavat yli 20 % ja samanaikaisesti myös modulit kasva- vat, jatkaa Terho.
24 MUOVIPLAST 4–5/2026
Made with FlippingBook - Online magazine maker