Tutkimus ja koulutus | 26.11.2019

Biohajoavat materiaalit korvaavat perinteisen muovin entistä useammissa käyttökohteissa

Kasvavan muovinkulutuksen sekä EU:n kiertotalous- ja hiilineutraaliustavoitteiden myötä biopohjaiset materiaaliratkaisut ovat entistä tärkeämmässä asemassa. DI Heidi Peltola tutki väitöskirjassaan kompostoituvia polylaktidi (PLA) -pohjaisia puukuitukomposiitteja, jotka tarjoavat ympäristöystävällisen materiaalivaihtoehdon monille erilaisille muovituotteille. 

VäitöskuvaHeidiPeltola

DI Heidi Peltola tutki väitöskirjassaan kompostoituvia polylaktidi (PLA) -pohjaisia puukuitukomposiitteja. Kuva: Samuli Peltola

Perinteisissä biokomposiiteissa puukuituja lisätään parantamaan esimerkiksi materiaalin mekaanisia ominaisuuksia tai ulkonäköä, ja samalla muovin käyttötarve vähenee. Näitä pääsääntöisesti biohajoamattomia materiaaleja ei kuitenkaan pysty kierrättämään uudeksi materiaaliksi, koska niille ei toistaiseksi löydy kannattavaa kierrätysjärjestelmää mekaaniseen kierrätykseen, vaan ne päätyvät energiahyötykäyttöön tai kaatopaikoille. Tämän vuoksi biokomposiitit, jotka pohjautuvat kompostoituviin materiaaleihin, tukevat kiertotaloutta tarjoamalla vaihtoehtoisen jätteenkäsittelytavan tuotteille, jotka eivät sovi kierrätykseen.

- Kompostoituvat materiaalitkin voidaan usein kierrättää mekaanisesti uusiomateriaaliksi, kunhan saavutetaan tarvittavat materiaalivirrat kannattavalle liiketoiminnalle, kertoo Heidi Peltola.

DI Heidi Peltola tutki väitöskirjassaan kompostoituvia polylaktidi (PLA) -pohjaisia puukuitukomposiitteja. Teollisen kompostointimahdollisuuden lisäksi kehitetyt puukuitukomposiitit ovat myös täysin biopohjaisia, mikä vähentää riippuvuutta öljystä ja pienentää materiaalin hiilijalanjälkeä.

Peltolan väitöskirjan päätavoitteena oli luoda lisää tietoa PLA-puukuitukomposiittien ominaisuuksiin vaikuttavista tekijöistä, jolloin näiden materiaalien laajempi kaupallinen hyödynnettävyys lisääntyy. Ominaisuuksia parantamalla kompostoituvia biokomposiitteja voi hyödyntää entistä parempaa suorituskykyä vaativissa sovelluksissa, sekä täysin uusissa käyttökohteissa.

- Tutkimuksessa huomattiin esimerkiksi, että puukuitupitoisia PLA-komposiitteja pystyy vaahdottamaan jatkuvatoimisella menetelmällä, mikä mahdollistaisi esimerkiksi vaikeasti kierrätettävien polystyreenivaahtojen korvaamisen, Peltola selittää.

Väitöstyön lopputuloksena on, että oikealla kuituvalinnalla, kuitukäsittelyillä ja tietyillä lisäaineilla voidaan saavuttaa merkittävä parannus puukuitulujitteisten biokomposiittien suorituskykyyn. Paperi- ja kartonkituotteissa käytettävien neitseellisten sellukuitujen lisäksi erilaiset kierrätetyt kuidut, kuten sanomalehdet ja nestepakkauskartonkien kuidut voivat toimia lujitteena biohajoaville komposiiteille.

- Toisin kuin joskus ajatellaan, kompostoituvat tuotteet voivatkin olla mekaanisesti lujia ja soveltuvat pitkänkin käyttöiän kohteisiin, kuten huonekaluihin, Peltola toteaa.

Peltola teki väitöstutkimuksensa Tampereella Teknologian tutkimuskeskus VTT:ssä, jossa hän toimi erikoistutkijana biokomposiitit ja prosessointi -tutkimusryhmässä.  Hän on juuri aloittanut työt R&D päällikkönä Sulapac Oy:ssä, jossa kehitetään kierrätettäviä, mikromuovittomia materiaaliratkaisuja korvaamaan perinteisiä muoveja erilaisissa sovelluksissa.

Diplomi-insinööri Heidi Peltolan materiaalitekniikan alaan kuuluva väitöskirja Morphological Effects of Lignocellulosic Fibres on Poly(Lactic Acid) Biocomposites tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa torstaina 5.12.2019 kello 12 alkaen Tampereen yliopiston Sähkötalo S2 Auditoriossa osoitteessa Korkeakoulunkatu 3, Tampere.  Vastaväittäjänä toimii TkT Maiju Hietala Brightplus Oy:stä. Kustoksena toimii professori Jyrki Vuorinen tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa  http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1363-0

Uusimmat artikkelit

K-ryhmän uusi energiankierrätysjärjestelmä leikkaa ruokakauppojen lämmönkulutuksen jopa 95 prosenttia

K-ryhmä ja Granlund ovat kehittäneet K-ruokakaupoille energiankierrätysmallin, jolla lämmönkulutus pienenee parhaimmillaan 95 prosenttia ja joka muuttaa kiinteistön kerralla energian osalta lähes hiilineutraaliksi. Päästösäästöt vastaavat vajaan seitsemän tuhannen asukkaan kunnan vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä.

10.12.2019 | Tutkimus ja koulutus

Vaasan yliopisto rakentaa kiertotalouden ekosysteemiä jäte-energia-alalle

Vaasan yliopiston energian ja kestävän kehityksen tutkimusalusta VEBIC ryhtyy rakentamaan kiertotalouden tiekarttaa ja ekosysteemiä jäte-energia-alalle yhdessä alan toimijoiden kanssa. Uusia ratkaisuja kaivataan esimerkiksi hiilidioksidipäästöjen pienentämiseen, aiemmin jätteeksi luokiteltujen sivuvirtojen tehokkaampaan hyödyntämiseen ja hukan minimointiin liittyen.

10.12.2019 | Alan Uutiset

Rakennuskonevuokraus kääntyy ensi vuonna taas kasvuun

Suomen talouden ja rakentamisen aiempaa hieman myönteisemmät odotukset näkyvät rakennuskoneiden vuokrakysynnässä sekä kuluvana että ensi vuonna. Maailmantalouden näkymissä ei ole tapahtunut juurikaan muutoksia: kasvuvauhti hiipuu, mutta taantumaa ei ennakoida.  Vuonna 2021 sekä rakentamisen että rakennuskoneiden käytön ennakoidaan vähenevän selvästi, Forecon Oy:n tuoreesta selvityksestä käy ilmi.

Tieto-ohjautuvia menetelmiä laakerien kunnonvalvontaan

Laakerit ovat yleisin koneissa käytettävä komponentti ja vioittunut laakeri yleisin syy koneiden rikkoutumiseen. Heikkokuntoinen laakeri voi rikkoutuessaan aiheuttaa äkkinäisen konerikon, jonka seuraus saattaa olla merkittävä taloudellinen tappio – tai pahimmillaan ihmishenki. Uusi väitöstutkimus hyödyntää tieto-ohjautuvia menetelmiä ja ohjelmistoarkkitehtuuria laakerien kunnonvalvonnassa.

Posti raivaa esteitä digitalisaation tieltä – Postin palveluihin kirjautuminen SisuID:llä

Posti osallistui digitaalisen identiteetin käyttöä edistävän hankkeen pilottiin. Uusi tunnistusmenetelmä tekisi Postin digitalisaatiotavoitteista helpommin saavutettavia.

Puhtaiden osien merkitys sähköautoteollisuudessa haastaa laitetoimittajat

FinnSonic Oy on saanut historiansa suurimman ultraäänipesulinjatilauksen. Noin kahden miljoonan euron arvoinen linja toimitetaan keväällä 2020 Saksaan sähköautoteollisuuden tarpeisiin.

8.11.2019 | Kumppaniartikkeli

KL-Lämmön osaaminen tulppaa teollisten laitteiden rahareiät

Teollisuuden järjestelmissä kiertää nesteiden lisäksi yllättävän paljon rahaa. Ainakin kun ajatellaan Motivan takavuosina vetämää energiatehokkuuden tutkimusta, jonka mukaan tehoton lämmönsiirto aiheuttaa suomalaisille teollisuusyrityksille 500 miljoonan euron vuosittaiset kustannukset. Tässä on suurten kiinteistöjen omistajille taas yksi hyvä syy pitää järjestelmät kunnossa.