Herald of Technological University Herald of Technological University ВЕСТНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 3034-4689 59774 ХИМИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ ХИМИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ Влияние содержания карданола в полимерной матрице на свойства древесно-полимерных композитов Влияние содержания карданола в полимерной матрице на свойства древесно-полимерных композитов Шкуро А Е Шкуро А Е zj@weburg.me Глухих В В Глухих В В vvg@usfeu.ru Мухин Н М Мухин Н М Григоров И Г Григоров И Г grigorov@ihim.uran.ru Шишлов О Ф Шишлов О Ф Стоянов О В Стоянов О В Уральский госуд. лесотехнич. ун-т ru Уральский госуд. лесотехнич. ун-т ru Уральский госуд. лесотехнич. ун-т ru Уральский госуд. лесотехнич. ун-т ru Уральский госуд. лесотехнич. ун-т ru Уральский госуд. лесотехнич. ун-т ru Институт химии твердого тела Уральского отд-я РАН ru Институт химии твердого тела Уральского отд-я РАН ru ОАО «Уралхимпласт» ru ОАО «Уралхимпласт» ru КНИТУ ru КНИТУ ru 01 08 2025 01 08 2025 15 22 97 100 19 04 2023 https://vestniktu.ru/en/nauka/article/59774/view

В настоящем исследовании для улучшения совместимости полимерной матрицы и наполнителя в древесно-полимерных композитах (ДПК) рассматривалось применение полиэтилена низкого давления (ПЭНД) с привитым карданолом. Были получены образцы ДПК с сосновой древесной мукой с различным содержанием карданола в полимерной матрице. Для полученных образцов были измерены показатели твердости, прочности, модуля упругости, ударной вязкости, относительное удлинение при растяжении и водопоглощение. Анализ свойств полученных ДПК показал, что прививка карданола к ПЭНД приводит к значительному росту показателя текучести расплава древесно-полимерной смеси и резкому снижению водопо-глощения композита. Кроме того для ДПК наблюдается рост показателя относительного удлинения при разрыве при незначительном падении предела прочности. Введение 20 % масс. карданола в состав полимерной матрицы композита приводит к увеличению показателей ударной вязкости и ударной вязкости с надрезом более чем в 2 раза. В тоже время присутствие карданола в ДПК снижает показатели твердости и модуля упругости композитов.

Present study examined the improvement of compatibility of the polymer matrix and filler in wood-plastic composites (WPC). Questions of application of cardanol grafted high-density polyethylene (HDPE) were considered. WPC samples were obtained with pine wood flour and different cardanol contents in the polymer matrix. Hardness, strength, elastic modulus, impact strength, elongation at break and water absorption of these samples were measured. Analysis of the properties of obtained WPC showed that the graft of cardanol to HDPE leads to significant increase in the melt flow index of wood-polymer mixture and a sharp reduction in water absorption of the composite. It also leads to increase in index of elongation at break with a slight fall of tensile strength. The presence of 20 wt%. cardanol in the polymer matrix of the composite leads to increase of the indicators of impact strength and notched impact strength is more than 2 times. At the same time, the presence cardanol in the WPC reduces the hardness and elastic modulus of the composites.

 древесно-полимерные композиты полиэтилен карданол физико-механические свойства wood plastic composites polyethylene cardanol physicomechanical properties древесно-полимерные композиты полиэтилен карданол физико-механические свойства wood plastic composites polyethylene cardanol physicomechanical properties

Клёсов, А. А. Древесно-полимерные композиты / А.А.Клёсов. - СПб: Научные основы и технологии, 2010. - 736 с. Klesov, A. A. Drevesno-polimernye kompozity / A.A.Klesov. - SPb: Nauchnye osnovy i tehnologii, 2010. - 736 s. Глухих, В.В. Получение, свойства и применение биоразлагаемых древесно-полимерных композитов (обзор) / В.В.Глухих, А.Е.Шкуро, Т.А.Гуда, О.В.Стоянов // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т. 15. - № 9. - С. 75-82. Gluhih, V.V. Poluchenie, svoystva i primenenie biorazlagaemyh drevesno-polimernyh kompozitov (obzor) / V.V.Gluhih, A.E.Shkuro, T.A.Guda, O.V.Stoyanov // Vestnik Kazanskogo tehnologicheskogo universiteta. - 2012. - T. 15. - № 9. - S. 75-82. Vargas, A. Extruded/Injection-Molded Composites Containing Unripe Plantain Flour, Ethylene-Vinyl Alcohol, and Glycerol: Evaluation of Mechanical Property, Storage Conditions, Biodegradability, and Color / A.Vargas, J.-J.Berrios, B.-S. Chiou, D.Wood, L.A.Bello, G.M.Glenn, S.H.Imam // J. Appl. Polym. Sci. - 2012. - V. 124. - P. 2632-2639. Vargas, A. Extruded/Injection-Molded Composites Containing Unripe Plantain Flour, Ethylene-Vinyl Alcohol, and Glycerol: Evaluation of Mechanical Property, Storage Conditions, Biodegradability, and Color / A.Vargas, J.-J.Berrios, B.-S. Chiou, D.Wood, L.A.Bello, G.M.Glenn, S.H.Imam // J. Appl. Polym. Sci. - 2012. - V. 124. - P. 2632-2639. Kim, J.-P. Wood polyethylene composites using ethylene vinyl alcohol copolymer as adhesion promoter / J.-P.Kim, T.-H.Yoon, S.-P.Mun, J.-M.Rhee, J.-S.Lee // Bioresource Technology. - 2006. - V. 97.- P. 494-499. Kim, J.-P. Wood polyethylene composites using ethylene vinyl alcohol copolymer as adhesion promoter / J.-P.Kim, T.-H.Yoon, S.-P.Mun, J.-M.Rhee, J.-S.Lee // Bioresource Technology. - 2006. - V. 97.- P. 494-499. Sailaja, R.R.N. Use of Poly(ethylene-co-vinyl alcohol) as Compatibilizer in LDPE/Thermoplastic Tapioca Starch Blends / R.R.N.Sailaja, M.Chanda // J. Appl. Polym. Sci. - 2002. - V. 86. - Р. 3126-3134. Sailaja, R.R.N. Use of Poly(ethylene-co-vinyl alcohol) as Compatibilizer in LDPE/Thermoplastic Tapioca Starch Blends / R.R.N.Sailaja, M.Chanda // J. Appl. Polym. Sci. - 2002. - V. 86. - R. 3126-3134. Girija, B. G. Mechanical and Thermal Properties of Eva Blended with Biodegradable Ethyl Cellulose / B. G. Girija, R. R. N. Sailaja, S.Biswas, M. V. Deepthi // J Appl. Polym. Sci. - 2010. - V. 116. - P. 1044-1056. Girija, B. G. Mechanical and Thermal Properties of Eva Blended with Biodegradable Ethyl Cellulose / B. G. Girija, R. R. N. Sailaja, S.Biswas, M. V. Deepthi // J Appl. Polym. Sci. - 2010. - V. 116. - P. 1044-1056. Araujo, M. A. Enzymatic degradation of starch-based thermoplastic compounds used in protheses: identification of the degradation products in solution / Araujo M. A., Cunha A. M., Mota M.// Biomaterials. - 2004. - V. 25. - P. 2687-2693. Araujo, M. A. Enzymatic degradation of starch-based thermoplastic compounds used in protheses: identification of the degradation products in solution / Araujo M. A., Cunha A. M., Mota M.// Biomaterials. - 2004. - V. 25. - P. 2687-2693. Rosa, M. F. Effect of fiber treatments on tensile and thermal properties of starch/ethylene vinyl alcohol copolymers/coir biocomposites / M. F.Rosa, Bor-sеn Chiou, E. S.Mecleiros, D.F.Wood, T.G.Williams, L.H.C.Mattoso, W.J.Orts, S.H.Imam // Bioresource Technology. - 2009. - V. 100 - P. 5196-5202. Rosa, M. F. Effect of fiber treatments on tensile and thermal properties of starch/ethylene vinyl alcohol copolymers/coir biocomposites / M. F.Rosa, Bor-sen Chiou, E. S.Mecleiros, D.F.Wood, T.G.Williams, L.H.C.Mattoso, W.J.Orts, S.H.Imam // Bioresource Technology. - 2009. - V. 100 - P. 5196-5202. Talbiersky, J. Phenols from Cashew Nut Shell Oil as a Feedstock for Making Resins and Chemicals / J.Talbiersky, J.Polaczek, Rajaraman R., Shishlov O. // OIL GAS Europeen Magazine. - 2009. - № 1. - Р. 33-39. Talbiersky, J. Phenols from Cashew Nut Shell Oil as a Feedstock for Making Resins and Chemicals / J.Talbiersky, J.Polaczek, Rajaraman R., Shishlov O. // OIL GAS Europeen Magazine. - 2009. - № 1. - R. 33-39. Шишлов, О.Ф. Синтез, свойства и применение продуктов поликонденсации карданола с формальдегидом (обзор) / О.Ф.Шишлов, В.В.Глухих // Химия растительного сырья. - 2011. - № 1. - С. 5-16. Shishlov, O.F. Sintez, svoystva i primenenie produktov polikondensacii kardanola s formal'degidom (obzor) / O.F.Shishlov, V.V.Gluhih // Himiya rastitel'nogo syr'ya. - 2011. - № 1. - S. 5-16. Chen, Q. Preparation of Polypropylene-graft-Cardanol by Reactive Extrusion and Its Composite Material with Bamboo Powder / Q.Chen, H.Xue, J.Lin // J Appl. Polym. Sci. - 2010. - V. 115. - P. 1160-1167. Chen, Q. Preparation of Polypropylene-graft-Cardanol by Reactive Extrusion and Its Composite Material with Bamboo Powder / Q.Chen, H.Xue, J.Lin // J Appl. Polym. Sci. - 2010. - V. 115. - P. 1160-1167. Antony, R. GPC Studies on The Cationic Polymerization of Cardanol Initiated by Borontrifluoridediethyletherate / R.Antony, С. К. S.Pillai // J. Appl. Polym. Sci. - 1990. - V. 41. - No. 7-8. - P. 1765-1775. Antony, R. GPC Studies on The Cationic Polymerization of Cardanol Initiated by Borontrifluoridediethyletherate / R.Antony, S. K. S.Pillai // J. Appl. Polym. Sci. - 1990. - V. 41. - No. 7-8. - P. 1765-1775. John, G. Grafting of bio-monomers. 1. Cationic graft copolymerisation of cardanol using borontrifluoridediethyletherate onto cellulose / G.John, C. K. S.Pillai // Polym. Bull. - 1989. - V. 22. - No 1. - P. 89-94. John, G. Grafting of bio-monomers. 1. Cationic graft copolymerisation of cardanol using borontrifluoridediethyletherate onto cellulose / G.John, C. K. S.Pillai // Polym. Bull. - 1989. - V. 22. - No 1. - P. 89-94. Manjula, S. Kinetics and Mechanism of Oligomerization of Cardanol Using Acid Catalysts / S.Manjula, V. G.Kumar, С. К. S.Pillai // J. Appl. Polym. Sci.- 1992. - V. 45. - No. 2. - P. 309-315. Manjula, S. Kinetics and Mechanism of Oligomerization of Cardanol Using Acid Catalysts / S.Manjula, V. G.Kumar, S. K. S.Pillai // J. Appl. Polym. Sci.- 1992. - V. 45. - No. 2. - P. 309-315. Glukhikh, V. Aushärtungsverhalten von Phenol-Cardanol-Formaldehyd-Harzen / V. Glukhikh, O. Shishlov, J. Talbiersry // Holztechnologie. - 2010. - V. 51. - Bd. 1. - S. 22-26. Glukhikh, V. Aushärtungsverhalten von Phenol-Cardanol-Formaldehyd-Harzen / V. Glukhikh, O. Shishlov, J. Talbiersry // Holztechnologie. - 2010. - V. 51. - Bd. 1. - S. 22-26. Шишлов, О.Ф. Влияние отвердителей на кинетику отверждения резольных фенолкарданолформальдегидных смол/ Шишлов О.Ф., Баулина Н.С., Глухих В.В. // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т.15. - № 6. - С. 38-41. Shishlov, O.F. Vliyanie otverditeley na kinetiku otverzhdeniya rezol'nyh fenolkardanolformal'degidnyh smol/ Shishlov O.F., Baulina N.S., Gluhih V.V. // Vestnik Kazanskogo tehnologicheskogo universiteta. - 2012. - T.15. - № 6. - S. 38-41. Купцов, А.Х. Фурье-спектры комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения полимеров / А.Х.Купцов, Г.Н.Жижин - М.: Физматлит, 2001. - 656 с. Kupcov, A.H. Fur'e-spektry kombinacionnogo rasseyaniya i infrakrasnogo pogloscheniya polimerov / A.H.Kupcov, G.N.Zhizhin - M.: Fizmatlit, 2001. - 656 s. Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания/ Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов. М: Химия, 1976. - 232 с. Summ, B. D. Fiziko-himicheskie osnovy smachivaniya i rastekaniya/ B. D. Summ, Yu. V. Goryunov. M: Himiya, 1976. - 232 s.