доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
Существующие методы получения лигноцеллюлозных пластиков без синтетических связующих (ПБС основаны на пьезотермической обработке растительного сырья. Несмотря на разнообразие подходов, механизм формирования композита остаётся недостаточно изученным ввиду сложности состава сырья и многообразия сопутствующих химических процессов. Известно, что ключевую роль в образовании полимерной матрицы играет природный лигнин, взаимодействующий с формальдегидом, выделяющимся из растительного сырья при нагревании. Таким образом, эмиссия свободного формальдегида из готового материала может служить косвенным индикатором глубины протекания реакций полимеризации и сшивания лигнина. Целью данной работы было исследование механизмов взаимодействия формальдегида с лигнином, а также влияния на эти процессы специальных реагентов - карбамида и уротропина. Предметом изучения стали химические и физико-механические изменения в ПБС при варьировании влажности сырья, температуры прессования и концентрации добавок. Получение образцов ПБС осуществлялось методом горячего прессования композиций на основе сосновых опилок в закрытых пресс-формах. Анализировались три основных характеристики полученных материалов: изменение массы, модуль упругости при изгибе (по прогибу образца диска) и уровень эмиссии формальдегида. Использовался метод математического планирования экспериментов, позволяющий определить оптимальное сочетание факторов и предсказывать зависимость свойств от вводимых добавок и технологических параметров. Результаты исследования продемонстрировали, что формальдегид активно участвует в процессе формирования ПБС, а его эмиссия, зависящая от условий получения, указывает на степень протекающих химических взаимодействий с природным лигнином.
The existing methods for producing lignocellulose plastics without synthetic resins (PWR) are based on piezothermic processing of plant raw materials. Despite the variety of approaches, the mechanism of composite formation remains poorly understood due to the complexity of the raw material composition and the variety of accompanying chemical processes. It is known that natural lignin, which interacts with formaldehyde released from vegetable raw materials when heated, plays a key role in the formation of the polymer matrix. Thus, the emission of free formaldehyde from the finished material can serve as an indirect indicator of the depth of the polymerization and crosslinking reactions of lignin. The purpose of this work was to study the mechanisms of interaction of formaldehyde with lignin, as well as the effect of special reagents on these processes - carbamide and urotropin. The subject of the study was chemical and physico-mechanical changes in PWR with varying humidity of raw materials, pressing temperature and concentration of additives. The production of PWR samples was carried out by hot pressing compositions based on pine sawdust in closed molds. Three main characteristics of the obtained materials were analyzed: the change in mass, the modulus of elasticity under bending (according to the deflection of the disk sample) and the level of formaldehyde emission. The method of mathematical planning of experiments was used to determine the optimal combination of factors and predict the dependence of properties on the introduced additives and technological parameters. The results of the study demonstrated that formaldehyde is actively involved in the formation of PWR, and its emission, depending on the conditions of production, indicates the degree of ongoing chemical interactions with natural lignin.