Life Cycle Assessment of Fibre-Reinforced Polymers
No Thumbnail Available
Files
Aalto login required (access for Aalto Staff only).
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemiantekniikan korkeakoulu |
Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2024-05-05
Department
Major/Subject
Kemian tekniikka ja prosessit
Mcode
CHEM3050
Degree programme
Kemiantekniikan kandidaattiohjelma
Language
en
Pages
29
Series
Abstract
It is important to get solutions to current environmental issues. High consumption has caused the mass production of various products, and it is not always clear what the impact of the products is on the environment. Life Cycle Assessment (LCA) is a standardized method that has been developed to assess the environmental impact of products throughout their entire life cycle. Fibre-reinforced polymers (FRP) are a large group of materials that offer desired properties for various applications. Fibre-reinforced polymers are not standardized, i.e. their composition depends on the manufacturer. Therefore, evaluating their environmental effects is difficult, but it can be done with the help of life cycle assessment. Fibre-reinforced polymers are composites in which the polymer matrix is reinforced with fibres. There are numerous options for both the polymer matrix and the fibres, and they depend on the product's intended use. The largest group of fibres used are synthetically produced glass fibres, but today the share of natural fibres is also increasing. Natural alternatives aim to influence the product's environmental impact, but their mechanical properties are not always comparable. Manufacturing processes of materials that have been used for a long time and a lot are largely optimized. This means that the environmental impact is smaller than that of new replacement alternatives and this brings additional challenges to the comparison. With life cycle assessment, the effects of different polymer and fibre components can be compared on the life cycle of the composite. This helps to determine the product’s environmental friendliness. A literature review on the life cycle assessment of fibre-reinforced polymer composites was performed in this bachelor's thesis. As a result of the thesis, views were presented on how the life cycle assessment is best implemented for fibre-reinforced polymers, and what problems it contains. Despite the standardization, the author of the life cycle assessment study has great power over its results and structure. Therefore, it is important to understand the structure and limitations of life cycle assessment.Ajankohtaisiin ympäristökysymyksiin on tärkeää saada vastauksia. Suuri kuluttaminen on aiheuttanut erilaisten tuotteiden massatuotannon ja aina ei ole selvää, mikä on tuotteiden vaikutus ympäristöön. Elinkaariarviointi (Life Cycle Assessment, LCA) on standardisoitu menetelmä, joka on kehitetty tuotteiden ympäristövaikutuksien arvioimiseksi koko niiden elinkaaren aikana. Kuitulujitetut polymeerit (Fibre-Reinforced Polymer, FRP) ovat suuri materiaaliryhmä, jotka tarjoavat haluttuja ominaisuuksia eri käyttökohteisiin. Kuitulujitetut polymeerit eivät ole standardisoituja, eli niiden koostumus riippuu valmistajasta. Siksi niiden ympäristövaikutusten arvioiminen on vaikeaa, mutta elinkaariarvioinnin avulla se voidaan tehdä. Kuitulujitetut polymeerit ovat komposiitteja, joissa polymeerimatriisia lujitetaan kuiduilla. Vaihtoehtoja sekä polymeerimatriisiin, että kuituihin on lukuisia ja ne riippuvat tuotteen käyttökohteesta. Suurin käytetty kuituryhmä on synteettisesti valmistetut lasikuidut, mutta nykyään myös luonnollisten kuitujen osuus on kasvamassa. Luonnollisilla vaihtoehdoilla pyritään vaikuttamaan tuotteen ympäristövaikutuksiin, mutta niiden mekaaniset ominaisuudet eivät aina ole vertailukelpoisia. Vertailuun ongelmia tuo myös se, että pitkään ja paljon käytettyjen materiaalien valmistusprosessit ovat pitkälti optimoituja, jolloin ympäristövaikutukset ovat pienemmät, kuin uusien korvaavien vaihtoehtojen. Elinkaariarvioinnin avulla voidaan vertailla eri polymeeri- ja kuitukomponenttien vaikutuksia komposiitin elinkaareen ja tämän avulla tehdä päätöksiä tuotteen ympäristöystävällisyydestä Kandidaatintyössä suoritettiin kirjallisuuskatsaus kuitulujitettujen polymeerikomposiittien elinkaariarvioinnista. Työn tuloksena esitettiin näkemyksiä siitä, miten elinkaariarviointi on paras toteuttaa kuitulujitetuille polymeereille, ja mitä ongelmia se pitää sisällään. Standardisoinnista huolimatta elinkaariarvioinnin tekijällä on suuri valta sen tuloksiin ja rakenteeseen. Siksi on tärkeää ymmärtää elinkaariarvioinnin rakenne ja rajoitukset.Description
Supervisor
Kontturi, EeroThesis advisor
Pietikäinen, PirjoKeywords
life cycle assessment, fibre-reinforced polymer, composite, elinkaariarviointi, kuitulujitetut polymeerit, komposiitti
