thumb|400px|Erilaisia kodin muoviesineitä. Muovi on seos, jonka oleellinen ainesosa on suurikokoinen polymeeri ja jota valmistuksen vaiheessa muokataan lämmön ja paineen avulla. Polymeerien lisäksi muoveissa käytetään erilaisia lisäaineita, jotka antavat sille käyttötarkoituksen mukaan haluttuja ominaisuuksia.Kohvakka & Lehtinen 2019, s. 39–41.
Muoveille on ominaista helppo muovattavuus, mistä nimi muovi tuleekin. Muovien tekniset ominaisuudet, kuten lujuus, sähköneristävyys, vesitiiviys ja keveys, muoviraaka-aineiden edullisuus sekä muoviesineiden tehokas valmistaminen suurissa sarjoissa ovat syy muovien käytön hyvin nopealle laajenemiselle 1950-luvulta alkaen. Muovin hajoamattomuus luonnossa tekee siitä myös ympäristöongelman.
Muovin yleisin raaka-aine on öljy. Vuoteen 2018 mennessä muovia on tuotettu koko maailmassa yhteensä yli 8 miljardia tonnia. Vuonna 2018 muovin vuosituotanto oli 359 miljoonaa tonnia.
Raaka-aineet Polymeerit Muovin oleellinen ainesosa on suurikokoinen polymeeri, joita valmistetaan yleisimmin öljyn jalostusprosessissa erotelluista molekyyleistä. Polymeerin nimeä käytetään myös siitä valmistettavan muovimateriaalin nimenä.Kohvakka & Lehtinen 2019, s. 41–43. Tuotantomääriltään suurimmat muovilaadut valmistetaan öljynjalostuksessa syntyvistä kevyistä jakeista, kuten bentseeni, butadieeni, propeeni ja eteeni, liittämällä näiden molekyylit yhteen pitkiksi ketjuiksi prosessissa, jota sanotaan polymeroinniksi.Neste-öljystä muoveihin; toim. Raili Komi, Kustantaja Neste oy; Yhteiskirjapaino, Helsinki 1982:
Polymeerejä valmistetaan myös luonnon raaka-aineista kuten viljasta, maissista, puusta, maidosta, katkarapujen kuorista sekä erilaisista öljyistä ja rasvoista.
Synteettisiä polymeerejä ovat kokonaan tuotantolaitoksessa tai laboratoriossa valmistetut polymeerit, ja puolisynteettisiä polymeerejä ovat muovatut luonnonpolymeerit. Sellaisia ovat esimerkiksi tärkkelys, selluloosa, ligniini, maitohappo, kautsu, kaseiini ja kitosaani.
Kaikki polymeerituotteet eivät ole muoveja, vaan polymeereistä valmistetaan myös esimerkiksi elasteja, vahoja, voiteita, saumausmassoja ja maaleja.
Lisäaineet Muovimateriaalissa käytetään polymeerin lisäksi erilaisia lisä- ja apuaineita. Muovien suuri räätälöitävyys eri tarkoituksiin on tehnyt niistä hyvin yleisiä. Muovien moninaisuus toisaalta vaikeuttaa niiden kierrättämistä.
Väriaineiden avulla valmistetaan erivärisiä muoveja. Vaahdotusaineilla muovi saa vaahtomaisen rakenteen. Antistaatit estävät staattisen sähkövarauksen syntymisen muovin pintaan, minkä vuoksi etenkin elektroniikkateollisuus käyttää paljon antistaatteja. Tarttumisenestoaineet eli antiblokit ovat tarpeellisia esimerkiksi kun halutaan estää ohuiden kalvojen tarttuminen toisiinsa valmistusvaiheessa. Liukuaineita eli slippejä käytetään kitkan alentamiseksi, mikä estää polyolefiinikalvoja tarttumasta toisiinsa. Antioksidanteilla estetään muovia hapettumasta eli palamasta tuotteen valmistuksen yhteydessä. Näin ehkäistään muovin värin muuttumista ja sen mekaanisten ominaisuuksien heikentymistä. UV-stabilisaattoreilla ehkäistään muovin vanhenenminen ultraviolettivalon vaikutuksesta. Palonestoaineet estävät muovin syttymistä. Hajoamista edistävät aineet edistävät käytetyn muovin pilkkoutumista pieniksi partikkeleiksi. Jotkin tällaisista muoveista ovat myös biohajoavia. Antifogeilla vähennetään kosteuden tiivistymistä pisaroiksi muovipakkauksen sisäpinnalle. Antibakteerisilla lisäaineilla estetään mikrobien kasvaminen tuotteen pinnalla.Järvinen 2017, s. 212–217.
Jaottelu Muovit voidaan jaotella usealla tavalla:
Kertamuovit ja kestomuovitJärvinen 2017, s. 10–11. Kertamuovi on muovia, jota ei voi sulattaa ilman polymeerin hajoamista. Kestomuovi on muovia, jonka voi sulattaa ja jäähdyttää uuteen muotoon. Amorfiset kestomuovit voivat olla läpinäkyviä, osakiteiset kestomuovit eivät. Valtamuovit ovat edullisia ja yleisesti käytettyjä kestomuoveja, joiden käyttöosuus on noin 80 prosenttia. Niihin luetaan yleensä PE, PP, PVC, PS, PS-HI ja joskus myös PET-A. Tekniset muovit ovat melko yleisiä mutta kalliimpia kuin valtamuovit. Niihin luetaan esimerkiksi ABS, SAN (styreeni/akryylinitriili), polyamidit, PET, PMMA, PC, POM ja PBT. Myös muoviseokset ja kaikki termoelastit ovat teknisiä muoveja. Erikoismuovit ovat kalliita muoveja, joilla on jokin erityisominaisuus ja tarkkaan määritelty käyttökohde. Erikoismuoveihin kuuluvat esimerkiksi PSU, PEI, LCP ja PPS.
Homopolymeerit ja kopolymeerit. Homopolymeeri on valmistettu yhdestä lähtöaineesta, kopolymeeri on valmistettu useasta.
Kemiallisen alkuperän mukaan Epäorgaaniset muovit Silikoni Orgaaniset muovit Kasvi- tai eläinkunnan polymeerimateriaaleihin (selluloosa, ligniini, kitiini, kaseiini, sellakka) pohjautuvat luonnonmuovit. Öljypohjaiset synteettiset muovit
Käytön tai muiden ominaisuuksien mukaan Lujitemuovi Solumuovi, joka vaahdotetaan valmistusprosessin aikana Uusiomuovi, joka tehdään kierrätetystä muovimateriaalista Tekniset muovit Biohajoava muovi Synteettiset muovit, jotka ovat pääosin öljypohjaisia, mutta myös silikonit kuuluvat näihin.
Kumien ja muovien väliin sijoittuvat termoplastiset elastomeerit
Historia Lontoon Maailmannäyttelyssä 1862 Alexander Parkes esitteli oman parkesiiniksi ristityn muovinsa, jota voitiin muovata lämmitettynä. Siitä hän valmisti muotilla puristamalla koriste- ja talousesineitä, esimerkiksi veitsen kahvoja. Kemialliselta rakenteeltaan se oli selluloosanitraattia, ja sen tarkoitus oli korvata norsunluuta. Parkes ei kuitenkaan kyennyt kehittämään muovinsa tuotantoa teolliseksi. Parkesiini alkoi myös vanhetessaan halkeilla. Amerikkalainen John Wesley Hyatt käytti toista liuotinta myös selluloosapohjaisessa selluloidiksi kutsutussa muovissaan, joka esiteltiin 1863. Hyattin selluloidi oli kestävämpää, ja lisäksi hän pystyi käynnistämään teollisen tuotannon.
Toinen jo 1800-luvulla keksitty muovilaatu on selluloosa-asetaatti. Vuonna 1897 kehitettiin kaseiinista valmistettu galaliitti. Saksaan, Hampuriin perustettiin ensimmäinen galaliittitehdas vuonna 1904.
Ensimmäisen synteettisen muovin, bakeliitin, kehitti Leo Hendrik Baekeland 1907 fenolista ja formaldehydistä.
Rayon eli viskoosi on ensimmäinen muovikuitu, jonka tuotannon aloitti 1905 ranskalainen yritys Courtauld Isosta-Britanniasta ostetuilla patenteilla. Tämä "tekosilkki" on teknisesti selluloosa-asetaattia. Siitä voidaan valmistaa myös läpinäkyvää kalvoa, sellofaania. Selluloosa-asetaatista tuli kehittyvän valokuvaustekniikan filmimateriaali, vaikka se on hyvin herkästi syttyvää. Rayonia valmistetaan yhä.
Ensimmäinen suomalainen muovitehdas, Sarvis Oy aloitti tuotannon 1921 Tampereella. Sarvis käytti parhaimpina aikoina 30 000–40 000 litraa maitoa päivässä, koska sen käyttämä muovi oli galaliitti.
Polyeteenin ja polyvinyylikloridin teollinen tuotanto aloitettiin 1930-luvulla. Toiseen maailmansotaan saakka kivihiili oli synteettisten yhdisteiden tärkein raaka-aine, mutta sodan jälkeen niitä alettiin valmistaa pääasiassa maaöljystä.. Bakeliittia pidetään muovikauden alkuna, mutta öljypohjaiset muovit tekivät siitä jokapäiväistä kulutustavaraa ja nailon oli tässä kehityksessä yksi historian merkkipaalu.
Kodin esineissä ja muissa kulutustavaroissa muovi alkoi vallata alaa Yhdysvalloissa jo maailmansotien välisenä aikana 1920–1930-luvuilla, Euroopassa vasta toisen maailmansodan jälkeen. Suomessa muovin hyväksyttävyyttä sisustusmateriaalina edistivät esimerkiksi Yki Nummen 1950-luvun valaisimet ja muut esineet, joissa hän yhdisti muovia muun muassa tuolloin suosittuihin jalopuulajeihin. Värikkäät muovituotteet valtasivat Suomessa alaa 1960-luvun lopulla, kuten Eero Aarnion ja Ristomatti Ratian muovihuonekalut ja sisustusesineet.
2010-luvulla muovia on levinnyt joka paikkaan, jopa juomaveteen.Vesijohtovedessä on silmälle näkymätöntä muovisaastetta Yle, 2017 Merissä ajelehtii valtavia muovilauttoja. Osa muovin pehmentimistä, mm. eräät ftalaatit aiheuttavat lisääntymisterveyden vaarantumista.
Tuotantomenetelmät
Ruiskuvalussa muovi aluksi kuumennetaan ja sekoitetaan, minkä jälkeen se suihkutetaan suurella paineella suljettuun muottiin. Ruiskuvalamalla valmistetaan esimerkiksi hammaspyöriä, ämpäreitä ja kännykänkuoria.
Ekstruusiossa kuuma muovi työnnetään muotoillun suulakkeen läpi. Menetelmän avulla valmistetaan esimerkiksi putkia ja profiileja. Lisäksi ekstruusiopäällystysmenetelmällä voidaan päällystää erilaisia materiaaleja kuten ruoka- ja juomasäiliöitä.
Puhalluskalvoekstruusiolla eli suulakepuristuksella sula muovi puristetaan renkaan muotoisen suuttimen läpi, jolloin se paisuu puhalletun ilman vaikutuksesta ohutseinäiseksi letkuksi. Sitä jatkotyöstämällä valmistetaan esimerkiksi muovipusseja ja muovikalvoja.
Kalanteroinnissa kuumennettu muovi syötetään telan väliin, jolloin se puristuu ohueksi levyksi. Kalanteroinnilla valmistetaan erilaisia päällysteitä, laattoja, paneeleja ja pinnoitteita.
Puhallusmuovauksessa muoviaihio kuumennetaan ja suljetaan muottiin. Sula muovi puhalletaan muotin reunoille, jolloin saadaan sisältä ontto kappale. Tällä menetelmällä valmistetaan esimerkiksi pulloja ja säiliöitä.
Rotaatiovalussa muovijauhe tai -tahna kuumennetaan suljetussa muotissa, jota pyöritetään kunnes polymeerikerros peittää sen seinämät tasaisesti. Näin valmistetaan isoja ja onttoja kappaleita kuten roskakoreja, polttoainesäiliöitä ja lieriöitä.
Reaktiovalussa kahta nestemäistä muovikomponenttia sekoitetaan ja yhdistelmä valetaan muottiin reagoimaan keskenään. Raaka-aineena käytetään useimmiten polydisyklopentadieenia (PDCPD), joka on nestemäinen kertamuoviraaka-aine. Reaktiovaluprosessissa valmistetaan esimerkiksi suuria muotokappaleita, kuten ajoneuvojen moottorinsuojuksia ja lokasuojia.Järvinen 2017, s. 174–176.
Tyhjiömuovauksessa eli lämpömuovauksessa lämmitetty muovilevy imaistaan alipaineen avulla muotin pinnan muotoiseksi. Näin valmistetaan esimerkiksi vappunaamareita.
Muovituotteiden kolmiulotteinen tulostaminen on lisääntynyt 2010-luvulla huomattavasti. 3D-valmistustekniikassa tuote rakennetaan liittämällä muovia yhteen kerros kerrokselta. Tekniikka on hyvin joustava pienissä tuotantosarjoissa mutta hidas suurtuotannossa.Järvinen 2017, s. 186.
Muovituotteita voi valmistaa myös levystä tai tangosta lastuamalla esimerkiksi jyrsimällä, sahaamalla, höyläämällä, sorvaamalla tai laser- ja vesileikkauksella. Muovilevystä voi valmistaa tuotteita myös syvävedolla ja tyhjiölämpömuovauksella.Järvinen 2017, s. 194–197.
Käyttö Käyttömäärä Suomalaiset käyttävät 86 kg muovia asukasta kohti vuodessa. Se on vähemmän kuin länsimaissa keskimäärin.
Länsi-Euroopassa muovia käytettiin yhteensä 47 miljoonaa tonnia 2004. Käyttötarkoituksen mukaan muovin kulutus jakautuu seuraavasti: 37 % pakkauksiin, 19 % rakenteisiin, 9 % elektroniikkaan ja 35 % muihin kohteisiin.Kirottu siunattu muovi. Suomen luonto no 3, 4.4.2008, s. 24–28.
Käyttökohteet Muoveilla on monipuolisten, optimoitavien ominaisuuksiensa ja resurssitehokkuutensa vuoksi hyvin paljon erilaisia käyttökohteita. Muovit ovatkin syrjäyttäneet muut materiaalit monen alan sovelluksissa. Muovin suurimmat käyttökohteet ovat pakkaukset, rakentaminen, kulkuneuvot, elektroniikka, maatalous sekä terveydenhuollon ja kotitalouksien hyödykkeet.Kohvakka & Lehtinen 2019, s. 49.
Pakkausmateriaaliksi muovi sopii sen keveyden ja monipuolisuuden ansiosta. Muovipakkauksia ovat esimerkiksi kalvot, pussit, pullot ja säiliöt. Myös monissa kartonki- ja paperipakkauksissa kuten maitopurkeissa on muovia sisäpinnalla estämässä kaasujen ja nesteiden kulkeutuminen pakkauksen läpi. Muovin avulla elintarvikkeiden laatu ja säilyvyys paranevat. Muovia yhdistetään myös alumiiniin ja muihin metalleihin esimerkiksi kahvipaketeissa ja karamellikääreissä, ja sillä voidaan korvata lasi ja metalli steriloiduissa pakkauksissa kuten säilykepurkeissa.Kohvakka & Lehtinen 2019, s. 50–55.