Liimat koostuvat polymeereistä kuten polyuretaanista. Polyuretaania valmistetaan tyypillisesti polyoleista ja isosyanaateista. 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.
Väitöstutkimuksessaan DI Soilikki Kotanen tutki reaktiivisia liimoja ja sulateliimoja. Kotanen sai kipinän väitöskirjan tekemiseen työskennellessään aiemmin Kiillossa polyuretaaniliimojen tuotekehityspäällikkönä.
Väitöskirjassa tutkittiin isosyanaattivapaan polyuretaanin eli niin kutsutun NIPUn (non-isocyanate polyurethane) valmistamista kahdella eri reaktiomenetelmällä: polyadditiolla ja polykondensaatiolla. Kotanen kartoitti NIPUn valmistuksessa käytettyjen raaka-aineiden vaikutusta reaktion etenemiseen.
– Vaihtoehtoisten menetelmien kaupallistamista vaikeuttavat usein matala reaktiivisuus ja raaka-aineiden heikko saatavuus teollisessa mittaluokassa. Väitöstutkimukseni reaktiivisissa liimakokeissa löydettiin kuitenkin raaka-aineita, jotka reagoivat nopeasti huoneenlämmössä. Liimojen tartuntalujuudet olivat kokeiden perusteella lupaavia, Kotanen kertoo.
Väitöstutkimuksessa havaittiin, että vaihtoehtoisilla materiaaleilla oli perinteisiä polyuretaaneja heikompi vedenkestävyys. Asia vaatii Kotasen mukaan jatkotutkimusta tai sopivan NIPU-materiaalin löytämistä. Kotasen väitöskirja tuo tietoa siitä, miten vaihtoehtoiset reaktiomekanismit vaikuttavat lopputuotteen ominaisuuksiin.
– Vaikka nykyisillä raaka-aineilla voidaan oikeilla suojavarusteilla työskennellä turvallisesti, on tärkeää tutkia vaihtoehtoisia menetelmiä. Näin voimme tulevaisuudessa saavuttaa entistä turvallisempia ratkaisuja ja uusille liimatyypeille sopivat sovellusalueet.
– Tulosten perusteella näitä kiinnostavia NIPU-materiaaleja voidaan edelleen kehittää liimoiksi. Tarvitsemme tutkimusta siitä, kuinka lisä- ja apuaineet vaikututtavat liima-ominaisuuksiin, Kotanen toteaa.
Tampereen yliopistosta diplomi-insinööriksi valmistunut Kotanen työskentelee Tampereella Kiillossa TKI-johtajana. Tutkimus toteutettiin Kiillon tutkimuskeskuksessa, Tampereen Yliopistossa ja osin yhteistyössä VTT:n Business Finland Beccu-projektin kanssa.
Väitöstilaisuus perjantaina 30. elokuuta
Diplomi-insinööri Soilikki Kotasen tekniikan ja luonnontieteiden alaan kuuluva väitöskirja Feasibility of Non-isocyanate polyurethanes as Industrial Adhesives tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 30.8.2024 klo 12 Festian Pienessä salissa 1 (Korkeakoulunkatu 8, Tampere). Vastaväittäjinä toimivat professori Carl-Eric Wilen, Åbo Akademi, ja professori Eva Malström Jonsson KTH Royal Institute of Sweden. Kustoksena toimii Professori Essi Sarlin tekniikan ja luonnontieteden tiedekunnasta.