Polymeerinäytteiden valmistus ja testaus
Ylinen, Heidi (2015)
Ylinen, Heidi
Tampereen ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015052911352
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015052911352
Tiivistelmä
Paperikoneen kenkäpuristimen hihna valmistetaan polyuretaanielastomeerista. Yksi uretaanielastomeerin valmistuskomponenteista on esipolymeeri, joka sisältää diisosyanaattia. Höyrystyessään vapaa sitoutumaton isosyanaatti aiheuttaa ihmiselle muun muassa erilaisia hengitystieoireita. Tästä johtuen raaka-ainevalmistajille on tullut tarve kehittää turvallisempia ja työhygieenisempiä vaihtoehtoja. Erilaisilla menetelmillä, kuten tislaamalla ja uuttamalla, on onnistuttu vähentämään vapaan isosyanaatin määrää esipolymeerissa jopa alle yhteen prosenttiin. Tämän tyyppistä materiaalia kutsutaan low free -esipolymeeriksi. Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää difenyylimetaanidi-isosyanaatti-pohjaisten eli MDI-esipolymeerien low free -laadun soveltuvuutta kenkäpuristinhihnan valmistusmateriaaliksi. Lisäksi suoritettiin vertailua kahden eri pfenyleenidi-isosyanaatti-esipolymeerin välillä.
Uretaanielastomeerinäytteet valmistettiin eetteripohjaisista low free -esipolymeereista, jotka erosivat toisistaan isosyanaattipitoisuuksiltaan. Ketjunjatkajana käytettiin 1,4-butaanidiolia sekä erilaisia diamiineja, kuten DETDA, MCDEA ja DMTDA, ja näiden seoksia. Uretaanikomponenttien laskentakaavojen avulla laadittiin reseptit, joista saatiin esipolymeerin ja ketjunjatkajan optimaalinen sekoitussuhde. Näytteet valmistettiin SpeedMixer-sekoituslaitteella. Materiaalin kovuuden osalta tavoiteltiin 92–94 Shore A:n lukemia. Näytteistä testattiin kulutuksenkesto ja jäännöspuristuma sekä ajettiin vertailtavaksi eri raaka-aineyhdistelmien IR-spektrit. Osa näytteistä testattiin puristusvesihaudekokeessa. Kokeen avulla selvitettiin materiaalien veden absorptiota. Lisäksi osasta näytteitä tehtiin dynaamis-mekaaninen termoanalyysi, jonka tulosten perusteella saatiin tietoa elastomeerin varastomodulista ja häviökertoimesta.
Opinnäytetyö koostuu kirjallisuustutkimuksesta, reseptikehityksestä, näytteiden valmistuksesta sekä niiden testaamisesta ja tulosten käsittelystä. Saatujen tulosten pohjalta voidaan tehdä päätelmiä raaka-aineiden yhteensopivuudesta sekä niillä saavutettavista ominaisuuksista. Low free MDI -esipolymeereilla saatiin suoritettujen testien osalta varsin kelvollisia tuloksia, jotka kannustavat tekemään lisäselvitystä materiaalin sopivuudesta kenkäpuristinhihnoihin. Tulokset toimivat hyvänä pohjana mahdolliselle jatkotutkimukselle.
Opinnäytetyö on tehty Valmet Technologies Oy:lle ja se sisältää luottamuksellista aineistoa. Työn tulokset, niiden käsittely sekä johtopäätökset on poistettu julkisesta versiosta.
Uretaanielastomeerinäytteet valmistettiin eetteripohjaisista low free -esipolymeereista, jotka erosivat toisistaan isosyanaattipitoisuuksiltaan. Ketjunjatkajana käytettiin 1,4-butaanidiolia sekä erilaisia diamiineja, kuten DETDA, MCDEA ja DMTDA, ja näiden seoksia. Uretaanikomponenttien laskentakaavojen avulla laadittiin reseptit, joista saatiin esipolymeerin ja ketjunjatkajan optimaalinen sekoitussuhde. Näytteet valmistettiin SpeedMixer-sekoituslaitteella. Materiaalin kovuuden osalta tavoiteltiin 92–94 Shore A:n lukemia. Näytteistä testattiin kulutuksenkesto ja jäännöspuristuma sekä ajettiin vertailtavaksi eri raaka-aineyhdistelmien IR-spektrit. Osa näytteistä testattiin puristusvesihaudekokeessa. Kokeen avulla selvitettiin materiaalien veden absorptiota. Lisäksi osasta näytteitä tehtiin dynaamis-mekaaninen termoanalyysi, jonka tulosten perusteella saatiin tietoa elastomeerin varastomodulista ja häviökertoimesta.
Opinnäytetyö koostuu kirjallisuustutkimuksesta, reseptikehityksestä, näytteiden valmistuksesta sekä niiden testaamisesta ja tulosten käsittelystä. Saatujen tulosten pohjalta voidaan tehdä päätelmiä raaka-aineiden yhteensopivuudesta sekä niillä saavutettavista ominaisuuksista. Low free MDI -esipolymeereilla saatiin suoritettujen testien osalta varsin kelvollisia tuloksia, jotka kannustavat tekemään lisäselvitystä materiaalin sopivuudesta kenkäpuristinhihnoihin. Tulokset toimivat hyvänä pohjana mahdolliselle jatkotutkimukselle.
Opinnäytetyö on tehty Valmet Technologies Oy:lle ja se sisältää luottamuksellista aineistoa. Työn tulokset, niiden käsittely sekä johtopäätökset on poistettu julkisesta versiosta.