ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СВЯЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ТРОСТНИКА ОБЫКНОВЕННОГО
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
Уральский государственный лесотехнический университет
(ХТИ, доцент)
с 01.01.2005 по настоящее время
Екатеринбург, Свердловская область, Россия
с 01.01.2005 по настоящее время
Екатеринбург, Свердловская область, Россия
2.
Уральский государственный лесотехнический университет
Екатеринбург, Свердловская область, Россия
Екатеринбург, Свердловская область, Россия
3.
Уральский государственный лесотехнический университет
Россия
Россия
4.
Уральский государственный лесотехнический университет
(профессор)
Екатеринбург, Россия
Екатеринбург, Россия
Тип:
Статья
Номер статьи:
Статус:
Опубликован
Получено:
07.08.2025
Одобрено:
07.08.2025
Опубликовано:
07.08.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ПЛАСТИКИ, РАСТИТЕЛЬНАЯ БИОМАССА, ТРОСТНИК ОБЫКНОВЕННЫЙ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, БИОРАЗЛАГАЕМОСТЬ
Аннотация (русский):
Настоящее исследование является продолжением серии работ, посвященных пластикам без связующих (ПБС) на основе биомассы растительного происхождения. В настоящее время ряд ученых и производителей применяют биомассу однолетних растений в качестве наполнителя для композиционных материалов. Это решение позволяет снизить себестоимость продукции за счет замены традиционной ценной древесины. В качестве биомассы могут быть использованы как целые растения, так и их составляющие, такие как листья, стебли, побеги и другие части, в т.ч. и в виде порубочных остатков. Переход от технологии производства композиционных материалов на основе первичного природного сырья (древесины) к использованию вторичного сырья (аграрные и сельскохозяйственные отходы, растительная биомасса) должен обеспечить конкурентоспособность вторичного сырья по отношению к первичному. Одним из ключевых критериев, которым должно соответствовать вторичное сырье, является его стабильное образование или запасы в масштабных объемах с минимальными материальными затратами. Растительное сырье в виде биомассы тростника обыкновенного имеет такие характеристики. В данном исследовании предлагается использовать пресс-материал, основанный на биомассе тростника с фракцией частиц менее 1,2 мм, при этом общее содержание таких частиц в фракционированной биомассе составляет около 86%. Рекомендуется выделять частицы размером 0,7 мм и менее, так как они обладают наибольшей реакционной способностью в процессе пьезотермической обработки. Установлено, что прочностные свойства ПБС будут зависеть от более крупного размера и формы частиц. Высокие показатели прочностные свойства образцов ПБС были определены для пресс-сырья с фракцией 1,2 мм. На основе показателей водо- и влагопоглощения образцов ПБС можно сделать вывод, что исследуемый растительный наполнитель не в состоянии полностью заменить древесину. В целом, все ПБС, созданные на основе недревесного растительного сырья, демонстрируют низкие показатели водостойкости. Однако предшествующие исследования указывают на то, что для ПБС, основанных на недревесном растительном сырье, характерны начальные стадии биоразлагаемости, которые осуществляются по гидролитическому механизму. Фракционированная биомасса тростника включает одревесневшие части стебля. Эта часть обладает повышенной устойчивостью благодаря наличию лигнина в клеточных стенках, который имеет консервирующие свойства и выполняет антисептическую функцию. Результаты оценки степени биоразлагаемости ПБС по отношению к грунту за 90 сут и полученные маркерные морфологические признаки, свидетельствуют о том, что исследованные образцы можно отнести к материалам с умеренной (частичной) биоразлагаемостью, что обусловлено особенностями исходного наполнителя.
Настоящее исследование является продолжением серии работ, посвященных пластикам без связующих (ПБС) на основе биомассы растительного происхождения. В настоящее время ряд ученых и производителей применяют биомассу однолетних растений в качестве наполнителя для композиционных материалов. Это решение позволяет снизить себестоимость продукции за счет замены традиционной ценной древесины. В качестве биомассы могут быть использованы как целые растения, так и их составляющие, такие как листья, стебли, побеги и другие части, в т.ч. и в виде порубочных остатков. Переход от технологии производства композиционных материалов на основе первичного природного сырья (древесины) к использованию вторичного сырья (аграрные и сельскохозяйственные отходы, растительная биомасса) должен обеспечить конкурентоспособность вторичного сырья по отношению к первичному. Одним из ключевых критериев, которым должно соответствовать вторичное сырье, является его стабильное образование или запасы в масштабных объемах с минимальными материальными затратами. Растительное сырье в виде биомассы тростника обыкновенного имеет такие характеристики. В данном исследовании предлагается использовать пресс-материал, основанный на биомассе тростника с фракцией частиц менее 1,2 мм, при этом общее содержание таких частиц в фракционированной биомассе составляет около 86%. Рекомендуется выделять частицы размером 0,7 мм и менее, так как они обладают наибольшей реакционной способностью в процессе пьезотермической обработки. Установлено, что прочностные свойства ПБС будут зависеть от более крупного размера и формы частиц. Высокие показатели прочностные свойства образцов ПБС были определены для пресс-сырья с фракцией 1,2 мм. На основе показателей водо- и влагопоглощения образцов ПБС можно сделать вывод, что исследуемый растительный наполнитель не в состоянии полностью заменить древесину. В целом, все ПБС, созданные на основе недревесного растительного сырья, демонстрируют низкие показатели водостойкости. Однако предшествующие исследования указывают на то, что для ПБС, основанных на недревесном растительном сырье, характерны начальные стадии биоразлагаемости, которые осуществляются по гидролитическому механизму. Фракционированная биомасса тростника включает одревесневшие части стебля. Эта часть обладает повышенной устойчивостью благодаря наличию лигнина в клеточных стенках, который имеет консервирующие свойства и выполняет антисептическую функцию. Результаты оценки степени биоразлагаемости ПБС по отношению к грунту за 90 сут и полученные маркерные морфологические признаки, свидетельствуют о том, что исследованные образцы можно отнести к материалам с умеренной (частичной) биоразлагаемостью, что обусловлено особенностями исходного наполнителя.
Ключевые слова:
ПЛАСТИКИ, РАСТИТЕЛЬНАЯ БИОМАССА, ТРОСТНИК ОБЫКНОВЕННЫЙ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, БИОРАЗЛАГАЕМОСТЬ
ПЛАСТИКИ, РАСТИТЕЛЬНАЯ БИОМАССА, ТРОСТНИК ОБЫКНОВЕННЫЙ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, БИОРАЗЛАГАЕМОСТЬ
