VALTAMUOVIT - Polymerik Oy
VALTAMUOVIT - Polymerik Oy
VALTAMUOVIT - Polymerik Oy
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
HyVä<br />
tietää<br />
muoVista<br />
osa 2<br />
Polyeteeni<br />
Polyeteeni on osakiteinen valtamuovi. Polyeteenistä käytettävä<br />
lyhenne on PE (engl. polyethylene tai polyethene). Se on tavallisin<br />
kaikista valmistettavista muoveista, ja sitä valmistetaan<br />
maailmanlaajuisesti yli 60 miljoonaa tonnia joka vuosi. Suomessa<br />
polyeteeniä valmistaa Borealis Porvoon Kilpilahdessa.<br />
”Low density” -polyeteenin (LDPE) toi markkinoille ensimmäisenä<br />
englantilainen kemian konserni ICI vuonna 1939.<br />
Luokitus<br />
Polyeteeni jaetaan eri tyyppeihin sen ominaispainoon ja polymeeriketjujen<br />
haaroittumiseen perustuen:<br />
• UHMWPE – Ultra high molecular weight<br />
• HDPE – High density<br />
• MDPE – Medium density<br />
• LLDPE – Linear low density<br />
• LDPE – Low density<br />
• PEX – Cross linked<br />
Polyeteenin ominaisuuksia:<br />
+ alhainen hinta ja ominaispaino<br />
+ erinomainen kemikaalien kesto<br />
+ merkityksetön kosteuden imeytyminen<br />
+ saatavissa elintarvikehyväksyttynä<br />
+ iskuluja alhaisissa lämpötiloissa<br />
+ erinomainen kulumisenkesto (UHMWPE)<br />
+ helppo värjätä<br />
- jäykkyys ja vetolujuus<br />
- ei selviydy yli 80°C:n lämpötilassa<br />
- vaikea maalata.<br />
Mekaaniset ominaisuudet riippuvat suurimmalta osaltaan sivuhaarojen<br />
määrästä, kiteisyysasteesta ja ominaispainosta eli<br />
polyeteenityypistä.<br />
20 MUOVIPLAST 02/12<br />
MuoviPlast-lehti jatkaa tässä numerossaan 10-osaista artikkelisarjaa ”Hyvä Tietää Muovista”.<br />
Siinä esitellään perustietoa tavallisimmista muoveista, kuten valtamuovit, tekniset muovit,<br />
erikoismuovit ja biomuovit. Kestomuovien yleisimmät työstömenetelmät esitellään sarjan<br />
loppupuolella. Teksti Ulf Bruder / Brucon Ab, käännös Erik Lähteenmäki / <strong>Polymerik</strong> <strong>Oy</strong>.<br />
ValtamuoVit<br />
Kierrätys<br />
Valitettavasti polyeteeni on juuri se muovimateriaali, joka on<br />
suurin syypää roskaantumiseen luonnossa, vaikka se on helppo<br />
kierrättää joko materiaalina uusiin tuotteisiin tai energiana. Sen<br />
energiasisältö on öljyn luokkaa, eikä polyeteenin polttaminen<br />
ole ympäristölle vaarallista.<br />
Materiaalin kierrätyksessä käytetään seuraavia tunnuksia:<br />
Käyttökohteet<br />
1) UHMWPE:tä työstetään lähinnä ekstruusiolla putkiksi, tangoiksi,<br />
kalvoksi tai levyksi. Katso kuva 3.<br />
2) HDPE:tä käytetään ruiskuvalussa, muottipuhalluksessa,<br />
ekstruusiossa, kalvopuhalluksessa ja rotaatiovalussa. Katso<br />
kuva 4, 5 ja 6.<br />
Valtaosa kaikesta valmistetusta polyeteenistä käytetään kalvopuhallukseen.<br />
Jos muovikalvo on pehmeää ja joustavaa, on<br />
se tehty joko LDPE:stä tai LLDPE:stä. Jos se rapisee kuin ruokakaupan<br />
ilmaiset pikkupussit, on se todennäköisesti valmistettu<br />
HDPE:stä. LLDPE:tä käytetään myös LDPE-kalvon sitkeyden<br />
parantamiseen.<br />
3) LDPE:tä käytetään kalvopuhallukseen ja ekstruusioon. Katso<br />
kuvat 7 ja 8.<br />
4) PEX. Ristisilloitettua polyeteeniä käytetään lähinnä putkien<br />
ekstrudoinnissa. Ristisilloittuminen parantaa virumislujuutta<br />
ja korkeiden lämpötilojen kestoa. Katso kuva 9.<br />
Polyeteeniä voidaan kopolymeroida myös polaarisilla monomeereillä,<br />
jolloin saadaan kaikkea tahmeista tuotteista (esimerkiksi<br />
sulaliima) sitkeisiin kalvoihin tai iskunkestäviin koviin
Kemia:<br />
Polyeteenillä on erittäin yksinkertainen<br />
perusrakenne: se koostuu ainoastaan<br />
hiilestä ja vedystä. Se kuuluu polyolefiineiksi<br />
kutsuttaviin muoveihin. Niille<br />
on luonteenomaista, että molekyylillä<br />
on yksi tai useampia kaksoissidoksia ja<br />
että ne reagoivat helposti.<br />
Eteenin kemiallinen tunnus sen<br />
monomeerille on C2H4 tai CH2=CH2,<br />
jossa ”=” -merkki kuvaa kaksoissidosta.<br />
Graafisesti polyeteeni kuvataan seuraavasti:<br />
HDPE<br />
HDPE<br />
LLDPE<br />
Valta<br />
-<br />
muovit<br />
Tekniset<br />
muovit<br />
Erikoismuovit<br />
ABS<br />
Kestomuovien luokittelu<br />
PSU<br />
PES<br />
PPSU<br />
PC<br />
PPO<br />
PS<br />
PVC<br />
SAN<br />
PI<br />
PTFE<br />
LCP<br />
PPA<br />
PA<br />
POM<br />
PET<br />
PBT<br />
PCT<br />
PP-GF<br />
PP<br />
PE-LD<br />
PE-HD<br />
PE-UHMW<br />
Osakiteiset<br />
Kuva 1. Kestomuovien luokittelu eri ryhmiin. Muovin sijainti pyramidissa riippuu esim. sen korkeimmasta käyttölämpötilasta.<br />
Raja valtamuovien ja teknisten muovien välillä kulkee n. 80 °C:n kohdalla. Jotkut polyeteenit, kuten<br />
UHMWPE ja PEX. ovat ominaisuuksiltaan teknisten muovien kaltaisia.<br />
Kuva 2 vasemmalla. Polyeteenia voidaan polymerisoida<br />
eri prosesseilla, jolloin molekyyliketjuihin saadaan<br />
enemmän tai vähemmän sivuhaaroja. Pienempi määrä<br />
sivuhaaroja antaa korkeamman kiteisyysasteen,<br />
molekyyli- ja ominaispainon, koska molekyyliketjut<br />
pakkautuvat tiiviimmin kiinni toisiinsa. HDPE:sta puuttuu<br />
tai sillä on vähän sivuhaaroja, ja sitä kutsutaan<br />
myös lineaaripolyeteeniksi.<br />
Kuva 4 oikealla, jäteastiat. HDPE on edullista, ja siitä<br />
on helppo ruiskuvalaa myös suuria kappaleita.<br />
Kuva 3 vasemmalla, liukulista. UHMWPE:llä on<br />
erinomaiset kitka- ja kulumisominaisuudet, ja sitä käytetään<br />
vaativissa teollisuussovelluksissa, kuten kuvan<br />
valkoinen liukulista kuljetushihnan sivussa.<br />
Kuva 5, purkit ja pullot. HDPE on helppo muottipuhaltaa,<br />
ja sitä on saatavilla myös elintarvikehyväksyttynä.<br />
MUOVIPLAST 02/12 21
kuoriin (esim. golfpallot).<br />
Eräs yleinen kopolymeeri on EVA (Eteeni-Vinyyli-Asetaatti).<br />
Vaihtelemalla vinyyliasetaatin (VA) pitoisuutta välillä 2,5–95<br />
% voidaan sen ominaisuuksia ohjata laajalla alueella ja saada aikaiseksi<br />
suuri määrä erilaisia tuotteita. Suurempi VA-pitoisuus<br />
lisää läpinäkyvyyttä ja sitkeyttä.<br />
Liima, lattiamaton pohja, kaapelivaippa, värimasterbatsin<br />
kantoaine, kiristyskalvo ja päällystyskalvo paperille tai pahville<br />
ovat EVA:n tyypillisiä käyttökohteita.<br />
Polypropeeni<br />
Polypropeeni on osakiteinen valtamuovi. Polypropeenin tunnus<br />
on PP, joka on arkikäytössä myös sen kutsumanimi. Englanninkielinen<br />
nimi on ”polypropylene”. Se on LDPE:n jälkeen<br />
käyttömäärältään toiseksi yleisin muovi markkinoilla.<br />
Polypropeenipolymeeriä valmistaa Pohjoismaissa Borealis<br />
Norjan tehtaallaan. Suomesta löytyy yksi PP:n kompaundoija.<br />
Polypropeeni keksittiin vuonna 1954, melkein samanaikaisesti<br />
kahden toisistaan riippumattoman tutkijan, Zieglerin ja<br />
Nattan, ansiosta. Molemmat saivat sittemmin jakaa Nobel-palkinnon<br />
vuonna 1963.<br />
Italialainen kemian konserni Montecatini toi raaka-aineen<br />
markkinoille vuonna 1957.<br />
Polypropeenin polymeroinnissa voidaan ohjata sekä kiteisyyttä<br />
että molekyylin pituutta. Polypropeenia voidaan myös<br />
kopolymeroida muiden monomeerien (esim. eteenin) kanssa.<br />
Polypropeenia on sekä homopolymeerinä, ”random”- tai<br />
”block”-kopolymeerinä käytetystä polymerointiprosessista<br />
riippuen. Polypropeeniin voidaan myös sekoittaa elastomeerejä<br />
(esim. EPDM), täyttää sitä talkilla (liitu) tai lujittaa sitä lasikuiduilla.<br />
Siten saadaan uusia lajikkeita, joilla on toisistaan poikkeavia<br />
ominaisuuksia enemmän kuin millään muulla muovilla.<br />
Tietyt polypropeenilajikkeet kestävät 140 °C:n lyhytaikaista ja<br />
100 °C:n jatkuvaa lämpötilaa. Ne voidaan sen perusteella luokitella<br />
teknisiin muoveihin.<br />
Polypropeenin ominaisuuksia:<br />
+ alhainen hinta ja ominaispaino<br />
+ erinomainen kemikaalien kesto<br />
+ ei ime kosteutta<br />
+ saatavissa elintarvikehyväksyttynä.<br />
+ väsymislujuus<br />
- huono UV-valon kesto<br />
- hauras pakkasessa (ei-modifioitu)<br />
- huono naarmuuntumiskesto.<br />
Kierrätys<br />
Polypropeeni soveltuu erinomaisesti<br />
kierrätettäväksi, ja sen tunnus on:<br />
22 MUOVIPLAST 02/12<br />
Kuva 6, vesiputki. HDPE toimii hyvin ekstruusioprosessissa. Vesiputki on sitkeä ja<br />
kestävä, hyväksytty kontaktiin juomaveden kanssa, ja kestää kunnallisen painevesiputkiston<br />
paineen.<br />
Kuva 7, jätesäkkejä. LDPE on erinomainen raaka-aine kalvopuhallukseen ja tavallisin<br />
raaka-aine säkeissä, muovikasseissa ja rakennuskalvossa.<br />
Kuva 8, kaapelivaippa. LDPE:stä valmistetaan korkeajännitekaapelin suojavaippa<br />
ekstruusiolla.
Kemia:<br />
Polypropeenilla on yksinkertainen rakenne, ja se koostuu<br />
PE:n lailla ainoastaan hiilestä ja vedystä. Se kuuluu myös olefiineiksi<br />
kutsuttuihin muoveihin.<br />
Polypropeeni koostuu hiiliatomien ketjusta, jossa joka toinen<br />
hiiliatomi on sidoksissa kahteen vetyatomiin ja joka toinen<br />
vetyatomiin ja metyyliryhmään. Propeenimonomeerin<br />
rakenne:<br />
Polypropeenin graafinen kuvaustapa:<br />
Kuva 9. PEX-letkut kestävät sekä korkeita lämpötiloja<br />
(120 °C) että paineita. Niitä käytetään esim. pesu- ja<br />
tiskikoneiden lämminvesiliitännässä.<br />
Kuva 10 vasemmalla yllä, muovikalusteet. Talkki on PP:n tavallisin täyteaine. Se<br />
parantaa materiaalin jäykkyyttä, virumislujuutta ja käyttölämpötilaa. Tuote on<br />
mattapintainen.<br />
Kuva 11 vasemmalla alla, kotelo saranalla. PP on yleinen raaka-aine koteloissa,<br />
purkeissa ja työkalupakeissa. PP:stä tehty sarana on käytännössä murtumaton.<br />
Kuvat 12 ja 13 alla, auton akku ja muoviköysi. Polypropeenilla on erinomainen kemikaalien<br />
kestävyys, ja se kestää vahvoja happoja. Siksi se on sopiva raaka-aine auton<br />
akkukoteloon. Köydet ja kokolattiamatot ovat suuria polypropeenin käyttökohteita,<br />
joten suuri osa polypropeenista käytetään kuituihin.<br />
MUOVIPLAST 02/12 23
Change language