Исследование свойств наномодифицированных древесно-полимерных композитов на основе полиэтилена

Исследование свойств наномодифицированных древесно-полимерных композитов на основе полиэтилена

Автор: Хантимиров Аяз Габдрашитович, Абдрахманова Ляйля Абдулловна, Низамов Рашит Курбангалиевич, Хозин Вадим Григорьевич

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Исследование свойств наноматериалов

Статья в выпуске: 2 т.15, 2023 года.

Бесплатный доступ

Введение. Полиэтилен на сегодняшний день является наиболее популярным полимером при производстве древесно-полимерных композитов как в России, так и в других странах. Несмотря на это, данные композиты имеют ряд недостатков: низкую адгезию между полимерной матрицей и древесным наполнителем, ухудшающую прочностные характеристики изделий, высокую эластичность и низкую атмосферостойкость. В промышленности для решения данных проблем зачастую применяют комплексные добавки в виде гранул, включающие в себя связующие агенты, лубриканты, различные термо- и УФ- стабилизаторы. Методы и материалы. Получены новые экспериментальные данные о технологических и эксплуатационных характеристиках древесно-полимерных композитов на основе полиэтилена низкого давления, модифицированных комплексной процессинговой стабилизирующей добавкой. Помимо стабилизаторов и лубрикантов для облегчения процесса экструзии данный комплекс содержит 30% многослойных углеродных нанотрубок. Изделия из древесно-полимерных композитов в основном предназначены для наружного применения в условиях механических нагрузок, что предъявляет к ним особые требования по прочности, атмосферо- и водостойкости. Результаты и обсуждение. Установлено увеличение механических характеристик, прочность при растяжении возросла на 35% при 2,6 м.ч. комплексной добавки, прочность при изгибе возрастает на 12% при 53,3 м.ч. Также наблюдается снижение абразивного износа и водопоглощения модифицированных образцов. Все образцы независимо от содержания добавки имеют насыщенный цвет, свидетельствующий о равномерном распределении модификаторов по объему расплава ДПК при переработке в экструдере. Заключение. Осуществлено введение комплексной процессинговой стабилизирующей добавки в состав древесно-полимерного композита на основе полиэтилена. Результаты исследований показали, что добавка в широкой области концентраций способствует улучшению технологических и эксплуатационных свойств получаемых композитов.

Еще

Древесно-полимерный композит, полиэтилен, углеродные нанотрубки, экструзия, микроскопия

Короткий адрес: https://sciup.org/142238044

IDR: 142238044   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-2-110-116

Список литературы Исследование свойств наномодифицированных древесно-полимерных композитов на основе полиэтилена

  • Файзуллин И.З., Вольфсон С.И. Древесно-полимерные композиционные материалы на основе полипропилена и модифицированного древесного наполнителя: монография. Казань: Изд-во КНИТУ, 2020. 106 с.
  • Клесов A.A. Древесно-полимерные композиты. СПб: Научные основы и технологии, 2007. 736 с.
  • Нигматуллина А.И., Козлова Н.В., Лысянский А.В. Оценка термодинамической совместимости древесной муки с полимерами // Вестник технологического университета. 2018. Т. 15, № 8. С. 60–62.
  • Zhang X., Hao X., Hao J., Wang Q. Thermal and mechanical properties of wood-plastic composites filled with multiwalled carbon nanotubes. J. Appl. Polym. Sci. 2018; 135 (22): 1–7. https://doi.org/10.1002/app.46308
  • Zhang X., Hao X., Hao J., Wang Q. Effect of the addition of carbon nanomaterials on electrical and mechanical properties of wood plastic composites. Polymers (Basel). 2017; 9(11). https://doi.org/10.3390/polym9110620
  • Амиров Р.Р., Неклюдов А.С., Амирова М.Л. Способ получения композиций на основе углеродных нанотрубок и полиолефинов // Патент РФ № 2490204. 2011. 11 с.
  • Гусев K.В., Соловьев В.Г. Влияние углеродных нанотрубок на механические свойства полимерных композитов // Вестник Псковского государственного университета. 2017. № 11. С. 150–153.
  • Farsheh A.T., Talaeipour M., Hemmasi A., Khademieslam H., Ghasemi I. Investigation on the mechanical and morphological properties of foamed nanocomposites based on wood flour/PVC/multi-walled carbon nanotube. BioResources. 2011; 6(1): 841–852.
  • Исламов А.М., Габбасов Д.А., Хантимиров А.Г., Хозин В.Г., Абдрахманова Л.А. Древесно-полимерные композиты на основе поливинилхлорида, модифицированные аэросилом // Известия КГАСУ. 2016. Т. 4,№ 38. С. 382–387.
  • Хузиахметова К.Р., Исламов А.М., Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К. Композиции на основе смеси полимеров поливинилхлорид/акрилонитрил-бутадиен-стирол и базальтовых волокнистых наполнителей // Известия ВУЗов. Строительство. 2022. № 6. С. 46-55. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2022-762-6-46-55
  • Islamov A., Fakhrutdinova V. Foamed Wood-Polymer Composites Based on Polyvinyl Chloride. Lect. Notes Civ. Eng. Proc. STCCE 2021. 2021: 261–268. https://doi.org/10.1007/978-3-030-80103-8_28
  • Мороз П.А., Аскадский Ал.А., Мацеевич Т.А., Соловьева Е.В., Аскадский. А.А. Применение вторичных полимеров для производства древесно-полимерных композитов // Пластические массы. 2017. № 9–10. С. 56–62.
  • Долгушева М.А., Галиев М.Ф., Черезова Е.Н. Антиокислительная эффективность бис(3,5-ди-третбутил-4-гидроксифенил)пропил) фосфита при термоокислении жидких углеводородов // Вестник технологического университета. 2019. Т. 22, № 12. С. 28–31.
  • Dwi W., Muhammad Sh., Ihda N., Ike S. Pengaruh bahan pengisi from serat kaca terhadap sifat fisik Crystalinitas polypaduan PC / ABS. Balai Besar Kulit, Karet, dan Plastik. 2017; 33(1): 43–48.
  • Кирш И.А., Безнаева О.В., Банникова О.А. Биодеградируемая полимерная композиция с антимикробными свойствами на основе полиолефинов // Патент РФ № 2725644. 2020. 18 с.
  • Junaedi H., Baig M., Dawood A., Albahkali E., Almajid A. Mechanical and physical properties of short carbon fiber and nanofiller-reinforced polypropylene hybrid nanocomposites. Polymers (Basel). 2020; 12(12): 1–25. https://doi.org/10.3390/polym12122851
  • Yastrebinskaya A.V., Matveeva L.Y., Edamenko A.S. Improving the fungus resistance of polymer composites. Solid State Phenom. 2020; 299: 55–59. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.299.55
  • Vorobyeva E.V. Changes in the structure of the phenolic antioxidant Irganox 1010 in the composition of zinc-containing polymer composite under cyclic thermal effects. ISJ Theor. Appl. Sci. 2018; 67(11): 232-239. https://doi.org/10.15863/TAS.2018.11.67.38
  • Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Романов А.В. Управление СВЧ-характеристиками композитных материалов с наполнителем из углеродных нанотрубок воздействием ультрафиолетового излучения // Журнал технической физики. 2013. Т. 83, № 3. С. 91–95.
  • Кузнецов Д.В., Муратов Д.С., Чердынцев В.В. Исследование устойчивости полимерных композитов на основе полипропилена к ультрафиалетовому излучению // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 33.
  • Выдрина Т.С., Артёмов А.В., Савиновских А.В., Шкуро А.Е. Древесно-полимерные композиты на основе вторичного полиэтилена, шелухи пшеницы и оксо-, фотограданта // Вестник технологического университета. 2020. Т. 23, № 1. С. 28–32.
  • Лавров Н.А., Белухичев Е.В., Семенова Е. Сравнительный анализ эффективности использования смазывающих веществ природного и синтетического происхождения // Неделя науки. VI научно-техническая конференция. 2016. С. 156.
  • Усова К.А., Чирков Д.Д., Захаров П.С., Шкуро А.Е. Древесно-полимерные композиты на основе полиэтилена с измельченным стеблем подсолнечника // Научное творчество молодежи – лесному комплексу России. 2022. С. 721–724.
  • Подденежный Е.Н., Дробышевская Н.Е., Бойко А.А. Получение биоразлагаемых композитов и изделий, содержащих высушенную кофейную гущу // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. 2022. № 3. С. 36–43.
  • Елецкий А.В., Книжник А.А. Потапкин Б.В., Кенни Х.М. Электрические характеристики полимерных композитов, содержащих углеродные нанотрубки // Успехи физических наук. 2015. Т. 185, № 3. С. 225–270. https://doi.org/10.3367/UFNr.0185.201503a.0225
Еще
Статья научная
SciUp 2024 © 2024 ©