Teksti: Jenni Syvänne, Muovipoli Oy
Kuva: Shutterstock
Tällä kertaa tutustumme biokomposiitteihin. Materiaaliryhmänä biokomposiittien käyttö on ainakin kuluttajatuotteissa ollut viime aikoina lisääntymään päin ja kiinnostus tätä materiaaliryhmää kohtaan on kasvussa.
Aloitetaan aiheeseen tutustuminen selvittämällä ensin mitä ovat komposiitit. Komposiitilla tarkoitetaan kahden (tai useamman) materiaalin yhdistelmää, jossa materiaalit eivät kuitenkaan ole sulautuneet tai liuenneet toisiinsa. Komposiitin toista osaa kutsutaan matriisiksi, joka sitoo käytetyn lujitemateriaalin yhteen sekä suojaa sitä ympäristön vaikutuksilta. Matriisimateriaalina voi toimia esimerkiksi muovi, metalli tai keraami. Lujitemateriaalina komposiiteissa voi toimia esimerkiksi hiilikuitu ja lasikuitu. Biokomposiiteissa lujitemateriaalina voivat toimia erilaiset luonnonkuidut, kuten puukuitu, hamppu, sellu ja puuvilla. Esimerkkejä erilaisista komposiittimateriaaleista ovat muun muassa teräsbetoni, puukomposiitti ja lasikuitu. Komposiittimateriaalien tavoitteena on saada yhdistettyä kahden tai useamman materiaalin hyvät ominaisuudet ja minimoitua huonot. Lopputuloksen halutaan olevan ominaisuuksiltaan parempi kuin kumpikaan materiaaleista yksinään.
Biokomposiitti terminä voi olla hankala ja johtaa toisinaan jopa hieman harhaan samaan tapaan kuin termi ”biomuovi”. Termistä ”biokomposiitti” ilmenee, että kyseessä on jollakin tavalla ”bio”-materiaali, mutta asiaan perehtymättömälle ei välttämättä helposti käy ilmi mitä sana ”bio” termissä oikeastaan tarkoittaa. Biokomposiitilla tarkoitetaan komposiitteja, joissa vähintään toinen käytettävistä materiaaleista on biopohjainen. Huomionarvoista on, että biokomposiitti ei välttämättä ole biohajoava tai kompostoituva. Hyvin tyypillisenä esimerkkinä biokomposiitista voidaan käyttää puu-muovikomposiittia, jossa biopohjaisen tai perinteisen fossiilisen muovin sekaan lisätään puukuitua. Puu-muovikomposiittia kutsutaan nykyään usein lyhyemmällä termillä puukomposiitti, mutta siitä voisi käyttää myös termiä luonnonkuitukomposiitti, joka pitää sisällään myös muut erilaisista luonnonkuiduista ja muovista valmistetut komposiittimateriaalit.
Biokomposiiteissa käytettävät lujitteet/kuidut voidaan jakaa ei-puuperäisiin ja puuperäisiin. Ei-puuperäisiin luonnonkuituihin lasketaan kuuluvaksi erilaiset olkikuidut (riisi, vehnä, maissi), niinikuidut (pellava, hamppu, juutti), lehtikuidut (sisal), siemen-/hedelmäkuidut (puuvilla, kookos) sekä heinäkuidut (bambu, elefanttiheinä). Puuperäisiin kuituihin lasketaan kuuluvaksi erilaiset kovasta ja pehmeästä puusta peräisin olevat kuidut sekä kierrätetyt kuidut, joita voidaan saada esimerkiksi sanoma- ja aikakauslehdistä.
Erilaisilla komposiittiratkaisuilla saadaan tyypillisesti muokattua muovimateriaalien lujuutta ja jäykkyyttä ja niillä on hyvin laajat käyttökohdemahdollisuudet. Biokomposiitit ovat usein kevyempiä kuin muut komposiittimateriaalit, ja niistä voidaan valmistaa tuotteita samoilla menetelmillä kuin perinteisestä muovista ja muista komposiiteista. Biokomposiitteja voidaan käyttää muun muassa autoteollisuudessa, pienelektroniikassa, ruokailu- ja keittiötarvikkeissa, pakkauksissa, huonekaluissa, keittiökaappien rungoissa sekä erilaisissa hyviä akustisia ominaisuuksia tarvitsevissa tuotteissa, kuten kaiuttimissa. Hinnaltaan biokomposiitit ovat kalliimpia kuin perinteiset muoviraaka-aineet.
Tuotteilla, jotka on valmistettu biokomposiitista, voi olla mahdollista saavuttaa pienempi hiilijalanjälki kuin perinteisestä muovista valmistetuilla tuotteilla. Näin on erityisesti tapauksissa, joissa biokomposiittiin vaihtamalla saadaan vähennettyä fossiilisen muovin käyttöä. Lopputuotteiden osalta täytyy kuitenkin muistaa, että käytetty materiaali on vain yksi osa kokonaisuudesta ja tuotteen kokonaisympäristövaikutukset tulee aina arvioida tapauskohtaisesti.
Kierrätyksen kannalta komposiittimateriaalit ovat haastavia, koska niissä käytettyjä materiaaleja ei voida erottaa omiksi materiaalivirroikseen. Tyypillisesti komposiittimateriaalit hyödynnetäänkin energiana. Materiaalikierrätystäkin tehdään joillakin komposiiteilla ja aihetta tutkitaan ja kehitetään paljon eri puolilla maailmaa. Suomessa on parhaillaan käynnissä esimerkiksi KiMuRa-hanke, jossa kartoitetaan toimivaa reittiä komposiittimateriaalin kierrättämiseksi.
