Kestomuovi eli termoplastinen polymeeri on lämmittämällä uudelleen muovattava polymeeri[1].
Kestomuovit muodostuvat pitkistä polymeeriketjuista, jotka sitoutuvat toisiinsa heikoilla sidoksilla. Lämmitettäessä polymeeriketjut pääsevät liikkumaan toistensa lomitse. Tämä termoplastinen ominaisuus mahdollistaa kestomuovien uudelleenmuotoilun. Kestomuovi on amorfinen aine, eli sillä ei ole tarkkaa sulamispistettä, vaan se pehmenee vähitellen lämpötilan kohotessa.
Kestomuovilaatuja
| Nimi | Lyhenne | Käyttö |
|---|---|---|
| Akryyli | PMMA | Maalit, koristeet, lasinkorvikkeet |
| Polyeteeni | PE-LD | Muovikassit, pussit, narut |
| PE-HD | Putket, saavit, pullot, jotkut puukomposiitit | |
| Polypropeeni | PP | Taloustavarat, auton osat, tekstiilit, jotkut puukomposiitit, rakennustuotteet (mm. viemäriputket ja kemikaaliputkistot joita voidaan vahvistaa lasikuidulla) |
| Polystyreeni | PS | Astiat, Lelut, kotelot ja rasiat; kondensaattorit |
| Polyeteenitereftalaatti | PET | Virvoitusjuomapullot, uistimet |
| Polyvinyylikloridi | PVC | Rakennustuotteet (mm. viemäriputket), johdinten eristeet ja kaapeleiden vaipat, sadeasut, jotkut puukomposiitit |
| Polyamidi | PA | Vaatteet (nylon), hammasharjat, koneenosat |
| Polykarbonaatti | PC | Aurinkolasien linssit, CD-levyt, mellakkakilvet, turvalasit. |
| Polylaktidi | PLA | 3D-tulostamisessa |
| Polytetrafluoretyleeni | PTFE | pinnoitteet (paistinpannujen teflonpinta), putkitiivisteteippi |
| Polyoksimetyleeni tai polyasetaali | POM | hammaspyörät, liukulaakerit, ruuvit |
| Eteeniklooritrifluorieteeni | ECTFE | prosessiteollisuuden putkistot ja säiliöiden pinnoitteet |
| Polyvinylideenifluoridi | PVDF | suodattimet, mikrosirut, putket, venttiilit, laakerit |
| Akryylinitriilibutadieenistyreeni | ABS | Kotitalous- ja konttorikoneet, kotelot, putket ja profiilit, veneet sekä 3D-tulostamisessa |
Amorfiset kestomuovit
Amorfisten muovien sisäinen rakenne on järjestäytymätön eli amorfinen. Se tarkoittaa, että polymeerin molekyyliketjut ovat sotkeentuneet toisiinsa ilman järjestystä. Amorfisen muovin jäähtyessä sulatilasta kiinteäksi järjestäytymätön sisäinen rakenne säilyy mutta molekyyliketjujen välinen etäisyys pienenee eli sisäinen rakenne tiivistyy. Amorfiselle muoville lasisiirtymälämpötila Tg on erittäin tärkeä. Tg:n alapuolella, lasitilassa, molekyyliketjujen liike on estynyt. Siksi polymeeri on lasitilassa jäykkä, kova ja usein hauras. Tg:n yläpuolella, kumitilassa, molekyyliketjut pääsevät liikkumaan. Siksi polymeeri on pehmeä ja lämpötilan noustessa riittävästi se muuttuu juoksevaksi. Amorfisen muovin käyttölämpötila-alue on Tg:n alapuolella ja sulatyöstö- ja muovauslämpötila-alue Tg:n yläpuolella. Amorfisella muovilla ei ole sulamispistettä.
Amorfisen muovin järjestäytymättömästä sisäisestä rakenteesta seuraa, että amorfiset muovit käyttäytyvät eri tavalla kuin osakiteiset. Amorfiselle muoville on tyypillistä verrattuna osakiteiseen muoviin:
- Läpinäkyvyys (homopolymeerit aina)
- Pienempi ja tasaisempi kutistuma
- Pienempi lämpölaajeneminen
- Mittatarkkuus ja -pysyvyys helpommin saavutettavissa
- Huonompi dynaaminen kuormitettavuus
- Huonompi kemikaalien kestävyys
- Huonompi kulumiskestävyys
- Huonommat liukuominaisuudet
- Jännityssäröilyherkkyys
- Alhainen viruminen ja relaksaatio
Osakiteiset kestomuovit
Osakiteiset muovit ovat sulatilassa (lämpötila sulamispisteen yläpuolella) amorfisessa tilassa eli sisäinen rakenne järjestäytymätön. Kun lämpötila laskee alle sulamispisteen, alkaa kiteytymisprosessi, jossa osa rakenteesta kiteytyy eli molekyyliketjut laskostuvat tiiviiksi rakenteeksi. Kiteytyminen tapahtuu sulamispisteen (Tm) ja lasisiirtymälämpötilan (Tg) välissä. Tg:n alapuolelle kiteytyminen ei ole mahdollista, koska molekyyliketjujen liike on estynyt. Kiteisyysaste kertoo, kuinka monta prosenttia sisäisestä rakenteesta on kiteytynyt lopun jäädessä amorfiseksi. Kiteytyminen vaatii aikaa eli jäähtymisnopeuden kasvaessa kiteytymisaste laskee. Jos muovimateriaali ei ehdi kiteytyä riittävästi ruiskuvalussa (alhainen muottilämpötila), se pyrkii jatkamaan kiteytymistä myöhemmin, jos lämpötila nousee riittävästi yli Tg:n (jälkikiteytyminen). Jälkikiteytymisestä seuraa, että kappaleen mitat ja ominaisuudet muuttuvat. Osakiteisen muovin käyttölämpötila-alue ulottuu Tg:n yläpuolelle. Lämpötilan noustessa yli Tg:n sen jäykkyys laskee ja sitkeys kasvaa sitä vähemmän mitä korkeampi kiteisyysaste.
Sisäisestä rakenne-erosta seuraa, että osakiteiset muovit käyttäytyvät eri tavalla kuin amorfiset. Tästä voidaan johtaa osakiteisille muoveille tyypilliset ominaisuudet. Osakiteisellä muovilla on amorfiseen muoviin verrattuna yleisesti:
- paremmat liukuominaisuudet
- parempi kulumiskestävyys
- parempi dynaamisen kuormituksen kesto
- parempi sulajuoksevuus
- parempi jännityssäröilyn kesto
- suurempi muottikutistuma (myös epätasaisempi)
- huonompi mittatarkkuus ja -pysyvyys (jälkikutistuma, suurempi lämpölaajeneminen)
- parempi mekaaninen vaimennus
- parempi kemikaalien sieto
- parempi lämmönkestävyys
Katso myös
Lähteet
Aiheesta muualla
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
