Väitöstiedotteet - Tampereen teknillinen yliopisto

Ympäristöystävällisempiä autonrenkaita nanotäyteaineilla

Kumien mekaanisia ominaisuuksia parannetaan sekoittamalla niihin lujittavia täyteaineita, joista hiilimusta on yleisin. Nanotäyteaineet tarjoavat hiilimustalle hyvän vaihtoehdon niin ominaisuuksien kuin ympäristönkin kannalta, selviää Minna Poikelispään väitöstutkimuksessa.

Autonrenkaiden valmistuksessa käytetään kumin lujittamiseen useimmiten hiilimustaa. Rengasteollisuudessa tarvitaan kuitenkin sen rinnalle muita täyteainevaihtoehtoja, joilla voidaan parantaa renkaiden dynaamisia ominaisuuksia, kuten pitoa ja vierintävastusta.

– Hiilimustan korvaamiselle on myös ympäristöllisiä syitä. Sen valmistuksessa käytetään fossiilisia polttoaineita, joten myös siksi uusien täyteainevaihtoehtojen kehittäminen on tärkeää, kertoo TTY:llä väittelevä Minna Poikelispää.

Minna Poikelispää tutki materiaaliopin alan väitöskirjassaan hiilimustan osittaista korvaamista nanotäyteaineilla. Hän käytti materiaaleina hiilinanoputkia sekä luonnosta peräisin olevia savimineraaleja, kerroksellisia silikaatteja ja halloysiittinanoputkia.

– Tavoitteena on parantaa sellaisten kumilaatujen ominaisuuksia, joita voidaan käyttää esimerkiksi raskaiden ajoneuvojen renkaissa, Poikelispää sanoo.

Tutkimuksen mukaan hiilimustan osittaisella korvaamisella käytetyillä nanotäyteaineilla on vain pieni vaikutus kumisekoituksen lujuusominaisuuksiin, mutta savimineraaleista valmistetut nanotäyteaineet pienentävät kumin häviökerrointa korotetuissa lämpötiloissa.

– Renkaissa tämä pienentäisi vierintävastusta ja laskisi siten autojen polttoaineen kulutusta, Poikelispää sanoo.

Poikelispää tutki myös hiilinanoputkien ja kumin tehokasta sekoittamista. Niin sanotulla masterbatch-tekniikalla eli sekoittamalla suuri määrä hiilinanoputkia kumimatriisiin ennen varsinaista sekoitusprosessia, voidaan pienentää ilmaan leviävien partikkeleiden määrää ilman, että lopullisen kumin ominaisuudet kärsivät.

– Masterbatch-tekniikalla voidaan siis pienentää hiilinanoputkien mahdollisia terveyshaittoja kumien prosessoinnin aikana.

Väitöstilaisuus perjantaina 13.10.2017

Diplomi-insinööri Minna Poikelispään väitöskirja Improvements of Nanofiller-Elastomer Systems by Filler Modification and Tailored Mixing Techniques tarkastetaan julkisesti Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknisten tieteiden tiedekunnassa perjantaina 13.10.2017 klo 12.00 alkaen Konetalon salissa K1702 (Korkeakoulunkatu 6, Tampere). Vastaväittäjinä toimivat professori Norbert Vennemann (Osnabrück University of Applied Sciences, Saksa) ja TkT Marke Kallio (Metso). Tilaisuutta valvoo professori Jyrki Vuorinen TTY:n materiaaliopin laboratoriosta.

Minna Poikelispää toimii tutkijana Tampereen teknillisen yliopiston materiaaliopin laboratoriossa.

Väitöskirjaan voi tutustua verkossa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4018-9

Lisätiedot: Minna Poikelispää puh. 040 849 0121,

Uutisen jättäjä: Sanna Kähkönen
Asiasanat: tiede ja tutkimus, materiaalioppi