Kestomuovi

Kestomuovi eli termoplastinen polymeeri on lämmittämällä uudelleen muovattava polymeeri.

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

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 
Kertamuovi
Muovi

Lähteet

Aiheesta muualla 
Muoviteollisuus.fi: Muovien luokitus

Polymeerit