Selluloosapohjaiset polypropeenibiokomposiitit

Abstract

Suurentunut huoli ilmastonmuutoksesta, ympäristöstä ja fossiilisten polttoaineiden resursseista on pakottanut, yritykset ja tutkijat etsimään vaihtoehtoisia matriisimateriaaleja kuten biokomposiitit vaihtoehdoksi perinteisille öljypohjaisille matriisimuoveille. Biokomposiitit voidaan karkeasti jakaa kahteen kategoriaan. Ne voidaan valmistaa joko siten, että molemmat komponentit ovat peräisin uusiutuvista raaka-ainelähteistä tai siten, että vain toinen komponentti on peräisin uusiutuvasta lähteestä. Selluloosapohjaisissa polypropeenibiokomposiiteissa selluloosakuidut ovat uusiutuvasta lähteestä, kun taas polypropeeni on kestomuovia, joka on peräisin uusiutumattomista raaka-ainelähteistä. Tällaisten komposiittien käyttö on houkuttelevaa niiden ominaisuuksien, saatavuuden, kustannustehokkuuden, sekä ekologisuuden vuoksi.

Vaikka luonnonkuidulla vahvistetuilla muovikomposiiteilla on monia etuja, on niillä myös omat ongelmansa. Suurimmaksi ongelmaksi valmistuksen kannalta voidaan nähdä luonnonkuitujen sekä muovien yhteensopimattomuus, joka johtuu siitä, että luonnonkuitu kuten selluloosa on hyvin hydrofiilinen, kun taas muovit kuten polypropeeni on hydrofobinen. Tämä johtaa materiaalien huonoon rajapinnan adheesioon, jonka vuoksi komponentteja on käsiteltävä erilaisin fysikaalisin sekä kemiallisin menetelmin, ennen niiden yhdistämistä ja komposiitin valmistamista.

Tässä tutkielmassa kerrotaan selluloosan ja polypropeenin ominaisuuksista, sekä niiden käsittelystä ennen komposiitin valmistusta. Lisäksi tutkielmassa perehdytään erilaisiin komposiittien valmistusprosesseihin, jonka jälkeen pohditaan saatujen komposiittien ominaisuuksia, sekä niiden kehitettäviä puolia. Lopuksi tutustutaan näiden komposiittien tämänhetkisiin käyttösovelluksiin. Ekologisemmat vaihtoehdot kiinnostavat niin yrityksiä kuin kuluttajiakin yhä enemmän, joten käyttösovelluksia biokomposiiteille keksitään jatkuvasti lisää.