Termoplastiset komposiitit

Materiaalien ja energian riittävyys on yksi tulevaisuuden suurista haasteista. Kevyet ja kestävää kehitystä tukevat tuotteet säästävät sekä energiaa että materiaaleja. Nykyaikaiset termoplastiset komposiitit ovat tässä tehtävässä olennaisen tärkeitä.  

Komposiittimateriaalit parantavat suorituskykyä ja vähentävät materiaalin tarvetta. Käyttötarkoitukseensa suunnitellun, oikeanlaisen komposiitin käyttäminen pienentää materiaalin- ja energiankulutusta ja parantaa suorituskykyä.

Komposiitissa täyteaine ja matriisi muodostavat materiaaliyhdistelmän, jolla on ainutlaatuiset ominaisuudet. Komposiittirakenteen mahdollisuudet monipuolistuvat, kun täyteaineen hiukkaskokoa pienennetään nanomittakaavaan. Tämä luo niin kutsutun nanoefektin.

Pienillä hiukkasilla on taipumus kasaantua, joten nanoefektin etujen hyödyntämiseksi täysimääräisenä tarvitaan materiaalinkäsittelyn ja komposiittien prosessoinnin osaamista. Meillä on menetelmät, joilla hiukkaskoko pysyy haluttuna seostamisen ja tuotteen valmistamisen aikana, joten nanokomposiitilla tulee olemaan suunnitellut toimintaominaisuudet. 

Euroopan komission rahoittamassa, parhaillaan käynnissä olevassa GRIDABLE-hankkeessa olemme luomassa nanokomposiitteihin perustuvia sähköeristejärjestelmiä. Hankkeessa nanoefekti tuottaa parannettuja dielektrisiä ominaisuuksia, jotka vähentävät hävikkiä suurjännitteisessä tehoelektroniikassa.

Biokomposiitit voidaan räätälöidä vastaamaan sekä useita sovellusvaatimuksia että kiertotalouden periaatteita. Luonnonkuitujen yhdistäminen termoplastisiin polymeereihin ja prosessointitekniikoihin tarjoaa uusia ja mielenkiintoisia mahdollisuuksia biokomposiittien markkinoilla. Biokomposiittien raaka-aineina käytettyjä lujite- ja muovimatriiseja saadaan sivuvirroista ja jopa jätevirroista. Biokomposiitit voidaan suunnitella biotaloustavoitteiden mukaisesti kokonaan biopohjaisiksi.  

VTT:n tutkimus keskittyy eri materiaaliyhdistelmien toisen sukupolven biokomposiitteihin, kuten biopohjaisiin polymeereihin, kiertotaloudesta saataviin materiaaleihin, lisäaineisiin, kiinnitysaineisiin, monikerroksiin sekä vaahtoteknologialla ja suulakepuristetulla kalvolla toteutettuihin komposiitteihin. Myös muovin vaahdotus ja kalvoekstruusio ovat olleet viime aikojen keskeisiä tutkimusalueita.

Tarjoamme kokonaisvaltaisen palvelun, johon kuuluu komposiitin koostaminen, testimateriaalin valmistus ja prototyyppien esivalmistus. VTT auttaa viemään uudet komposiitit laboratoriosta tuotantoon asti yhdessä asiakkaan kanssa. Syvällinen materiaaliteknologian tuntemuksemme ja huipputasoiset materiaalien käsittely- ja analysointivälineet mahdollistavat tarvittavan komposiitin luomisen.

• VTT kehitti uudentyyppisen laitteen hankalien jätemateriaalien prosessointiin