Väitöstutkimus: vaihtoehtoisilla raaka-aineilla turvallisempia liimoja teollisuuteen
Kiillon tuotekehitys- ja innovaatiojohtaja (TKI) DI Soilikki Kotanen tutki väitöstutkimuksessaan vaihtoehtoisia raaka-aineita polyuretaanimateriaalien valmistamiseksi. Kotasen tutkimus kohdistui reaktiivisiin liimoihin sekä sulateliimoihin. Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää kehitettäessä teollisen liimauksen valmistusprosesseja ja liimojen käyttöä turvallisemmaksi.
Polyuretaani tunnetaan usein vaahtomuovin valmistuksesta, mutta se on myös tavallinen liiman raaka-aine. Polyuretaanin valmistukseen tarvitaan tyypillisesti isosyanaattia. Reaktiivinen isosyanaatti on terveydelle haitallista ennen kovettumistaan, sillä se voi aiheuttaa astmaa tai altistaa syövälle. Sen vuoksi Euroopan kemikaalivirasto on asettanut rajoitteita isosyanaatin käytölle ja edellyttää käyttäjiltä kouluttautumista. Kiilto on yksi toimijoista, jotka tarjoavat isosyanaattikoulutusta.
Tutkimuksella uutta tietoa tavoista käyttää liimaa
Kotasen väitöskirjassa tutkittiin isosyanaattivapaan polyuretaanin eli niin kutsutun NIPUn (non-isocyanate polyurethane) valmistamista kahdella eri reaktiomenetelmällä. Pitkään Kiillossa työskennellyt Kotanen toimi ennen nykyistä rooliaan polyuretaaniliimojen tuotekehityspäällikkönä. Kipinän tutkimusaiheen valintaan hän sai arjen työstä.
”Vaikka nykyisillä raaka-aineilla voidaan oikeilla suojavarusteilla työskennellä turvallisesti, on tärkeää tutkia vaihtoehtoisia menetelmiä. Näin voimme tulevaisuudessa saavuttaa entistä turvallisempia ratkaisuja, löytää uusia liimatyyppejä ja sovellusalueita”, Kotanen sanoo.
“Tällainen tulevaisuuteen suuntaava tutkimus on välttämätöntä koko alalle. Olemme liimaamisen asiantuntija kumppaneillemme ja on tärkeää, että voimme tarjota heille alan uusinta tietoa sekä yhdessä kehittää alaa eteenpäin. Olen äärimmäisen iloinen, että meiltä Kiillosta löytyy osaamista tehdä laadukasta tutkimusta ja tuottaa konkreettista tietoa entistä turvallisempien ratkaisujen mahdollistamiseksi kestävyydestä tinkimättä”, toteaa Kiillon teollisten liimojen liiketoimintajohtaja Tomi Takala.
Lupaavia tuloksia tartuntalujuuksista
Teollisilta liimoilta vaaditaan lujuutta ja kestävyyttä. Kotasen mukaan vaihtoehtoisten raaka-aineiden käyttämistä ja menetelmien kaupallistamista vaikeuttavat usein raaka-aineiden heikko saatavuus teollisessa mittaluokassa. Lisäksi niiden kyky reagoida muiden aineiden tai olosuhteiden kanssa on usein matala.
”Väitöstutkimukseni liimakokeissa löydettiin kuitenkin raaka-aineita, jotka reagoivat nopeasti huoneenlämmössä. Liimojen tartuntalujuudet olivat kokeiden perusteella lupaavia”, hän kertoo.
Kotasen väitöskirja lisää ymmärrystä siitä, miten vaihtoehtoiset reaktiomekanismit vaikuttavat lopputuotteen ominaisuuksiin.
”Vaihtoehtoisilla materiaaleilla havaittiin tutkimuksessa perinteisiä polyuretaaneja heikompi vedenkestävyys. Asia vaatii jatkotutkimusta tai sopivan käyttökohteen löytämistä. Tarvitsemme myös lisää tutkimusta siitä, kuinka lisä- ja apuaineet vaikututtavat liimaominaisuuksiin”, Kotanen summaa.
Vahva tutkimus- ja kehityskulttuuri
Oma vahva tutkimus- ja tuotekehitysyksikkö on ominaisuus, josta Kiilto tunnetaan. Noin 10% kiiltolaisista työskentelee tuotekehityksen parissa. Lisäksi yhteistyö oppilaitosten ja tutkimuslaitosten kanssa on jatkuvaa.
”Vaikka työn ja jatko-opiskelun yhdistäminen on ollut välillä työlästä, kollegojen tuki ja kannustus on ollut korvaamatonta. Yhteisissä ideointipalavereissa on pohdittu tieteellisiä teorioita, mutta edetty tutkimuksen tekemisessä pilke silmäkulmassa ja iloittu pienistäkin onnistumisista yhdessä. Tutkimuksessa on ollut hyvin käytännönläheinen tulokulma, joka on motivoinut työssä myös haastavimpina hetkinä.” Kotanen pohtii.
Väitöstilaisuus perjantaina 30. elokuuta
Väitöskirjatutkimus toteutettiin Kiillon tutkimuskeskuksessa, Tampereen Yliopistossa ja osin yhteistyössä VTT:n Business Finland Beccu-projektin kanssa.
Tekniikan ja luonnontieteiden alaan kuuluva väitöskirja Feasibility of Non-isocyanate polyurethanes as Industrial Adhesives tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa tänään perjantaina 30.8.2024. Kiillon henkilöstö onnittelee uutta tohtoria upeasta saavutuksesta! Kello 12 alkavaa tilaisuutta voi seurata myös etäyhteydellä.
Lue artikkeli Tampereen yliopiston verkkosivuilta
Avainsanat:
