Издание новых функциональных материалов. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Биодобавки на основе коллагена в полимерных композиционных материалах
Статья научная
Введение. Полимерные композиционные материалы (ПКМ) на основе эпоксидных смол получают широкое распространение в строительной индустрии. Известно их использование в пролетных строениях мостов, плитах проезжей части, тротуарных настилах, арматуре для армирования бетонных конструкций, оболочек, для усиления существующих металлических и железобетонных сооружений; в малонагруженных конструкциях. Для улучшения эксплуатационных характеристик ПКМ используются различные наполнители микро- и наноразмеров. Межфазное взаимодействие между наполнителем и полимерной матрицей играет важную роль в определении прочности создаваемых композиционных материалов. Методы и материалы. В статье исследованы свойства ПКМ с наполнителем матрицы - биодобавками на основе коллагена, получаемого из твердых органосодержащих отходов предприятий кожевенной промышленности. Разработан принципиально новый способ получения биоактивного коллагенового продукта по относительно низкой цене, описанный в патенте RU № 2272808. Проведены исследования образцов из ПКМ на растяжение при добавлении сухого порошка коллагена в эпоксидное связующее. Сделан анализ срезов образцов, проведенных на растровом электронном микроскопе JSM-6510LVJE0L, изучены изменения структуры ПКМ с наполнителями. Результаты. При добавлении 1% коллагена в матрицу ПКМ происходит увеличение количества химических элементов: углерода (С) на 2,93%, кислорода (О) на 1,61%, магния (Mg) на 0,11%. Также уменьшаются количество микропор на 4,9% на поверхности матрицы и их размеры, которые служат концентратором напряжений. Результаты испытаний на растяжение показали, что при добавлении 1% коллагена в матрицу ПКМ несущая способность образцов увеличивается на 15,57%. Результаты, полученные в данной работе, могут привести к расширению областей применения коллагена, уменьшению отходов в кожевенном производстве за счет рециклизации. Выводы и заключение. Разработан принципиально новый способ получения биоактивного коллагенового продукта из твердых органосодержащих отходов предприятий кожевенной промышленности по относительно низкой цене. Установлено, что биоактивный коллагеновый продукт в виде порошка имеет низкую себестоимость и может применяться в качестве биодобавки в ПКМ.
Бесплатно
