Biohajoavan liiman ominaisuuksien kehittäminen
Kunnas, Katri (2014)
Kunnas, Katri
Tampereen ammattikorkeakoulu
2014
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404285188
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404285188
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli parantaa patentoidun biohajoavan liiman ominaisuuksia. Päätavoitteina olivat liiman pH:n alentaminen sekä korkeamman viskositeetin saavuttaminen.
Opinnäytetyön teoriaosuudessa käsitellään erityyppisiä liimoja, niiden valmistusta ja mahdollisia käyttökohteita. Lisäksi teoriaosaan on kerätty tietoa pH:sta ja viskositeetista sekä niiden vaikutuksista liimojen ominaisuuksiin.
Kokeellisessa osuudessa tavoitteena oli alentaa liiman pH-tasoa ja nostaa viskositeettia säilyttäen kuitenkin liimalle tärkeitä ominaisuuksia kuten biohajoavuus sekä läpinäkyvyys ja hajuttomuus. Jotta biohajoavuudesta ei jouduttaisi tinkimään, kokeellinen osa aloitettiin etsimällä E-koodilistalta mahdollisia pH:ta alentavia aineita. Liiman lähtö-pH oli 11,4 ja alentamista yritettiin sitruunahapolla, askorbiinihapolla, suolahapolla, typpihapolla sekä näiden happojen seoksilla. Jokaista happoa kokeiltiin useammalla eri konsentraatiolla. pH:n alentaminen ei näillä aineilla onnistunut toivotulla tavalla; laimeimmilla liuoksilla ei juurikaan ollut vaikutusta ja vahvemmat hapot usein saostuivat liiman sekaan. Happojen lisääminen aiheutti liiman vetistymistä ja siten edelleen huononsi viskositeettia. Askorbiinihappo puolestaan muutti liiman väriä persikkaiseksi, joten sen mahdollista soveltamista ei voitu harkita. Kokeiden perusteella jouduttiin toteamaan, ettei valmiin liiman pH:ta ainakaan näillä aineilla pysty laskemaan muiden ominaisuuksien kärsimättä.
Tutkittavan liiman viskositeettia yritettiin nostaa veteen liuotetuilla perunajauhoilla, karrageenillä, gelatiinilla ja pektiinillä. Liiman lähtöviskositeettiä ei ollut aiemmin tiedossa ja se määritettiin Brookfield –viskometrillä. Perunajauho ei sekoittunut liimaan laisinkaan, vaan kasautui pinnalle. Karrageeni teki liimaan venyviä ja viskoottisia kohtia, muttei tasalaatuisuutta pystytty saavuttamaan. Gelatiini puolestaan sekoittui liimaan hyvin, mutta viskositeetin nousu oli vähäistä. Pektiinillä viskositeettia saatiin hieman nostettua.
Pektiini vaikutti lupaavalta liiman viskositeetin nostamisen kannalta. Suunnitelmissa oli kokeilla viskositeetin muutosta suuremmalla määrällä pektiiniä. Työ kuitenkin päätettiin keskeyttää työn tilaajan toimesta, kun pH:n alentamisessa ei saavutettu toivottuja tuloksia.
Opinnäytetyön teoriaosuudessa käsitellään erityyppisiä liimoja, niiden valmistusta ja mahdollisia käyttökohteita. Lisäksi teoriaosaan on kerätty tietoa pH:sta ja viskositeetista sekä niiden vaikutuksista liimojen ominaisuuksiin.
Kokeellisessa osuudessa tavoitteena oli alentaa liiman pH-tasoa ja nostaa viskositeettia säilyttäen kuitenkin liimalle tärkeitä ominaisuuksia kuten biohajoavuus sekä läpinäkyvyys ja hajuttomuus. Jotta biohajoavuudesta ei jouduttaisi tinkimään, kokeellinen osa aloitettiin etsimällä E-koodilistalta mahdollisia pH:ta alentavia aineita. Liiman lähtö-pH oli 11,4 ja alentamista yritettiin sitruunahapolla, askorbiinihapolla, suolahapolla, typpihapolla sekä näiden happojen seoksilla. Jokaista happoa kokeiltiin useammalla eri konsentraatiolla. pH:n alentaminen ei näillä aineilla onnistunut toivotulla tavalla; laimeimmilla liuoksilla ei juurikaan ollut vaikutusta ja vahvemmat hapot usein saostuivat liiman sekaan. Happojen lisääminen aiheutti liiman vetistymistä ja siten edelleen huononsi viskositeettia. Askorbiinihappo puolestaan muutti liiman väriä persikkaiseksi, joten sen mahdollista soveltamista ei voitu harkita. Kokeiden perusteella jouduttiin toteamaan, ettei valmiin liiman pH:ta ainakaan näillä aineilla pysty laskemaan muiden ominaisuuksien kärsimättä.
Tutkittavan liiman viskositeettia yritettiin nostaa veteen liuotetuilla perunajauhoilla, karrageenillä, gelatiinilla ja pektiinillä. Liiman lähtöviskositeettiä ei ollut aiemmin tiedossa ja se määritettiin Brookfield –viskometrillä. Perunajauho ei sekoittunut liimaan laisinkaan, vaan kasautui pinnalle. Karrageeni teki liimaan venyviä ja viskoottisia kohtia, muttei tasalaatuisuutta pystytty saavuttamaan. Gelatiini puolestaan sekoittui liimaan hyvin, mutta viskositeetin nousu oli vähäistä. Pektiinillä viskositeettia saatiin hieman nostettua.
Pektiini vaikutti lupaavalta liiman viskositeetin nostamisen kannalta. Suunnitelmissa oli kokeilla viskositeetin muutosta suuremmalla määrällä pektiiniä. Työ kuitenkin päätettiin keskeyttää työn tilaajan toimesta, kun pH:n alentamisessa ei saavutettu toivottuja tuloksia.