Создание композиционного материала на основе растительных компонентов

Создание композиционного материала на основе растительных компонентов

Автор: Черкашина Н.И., Павленко З.В., Домарев С.Н., Ручий А.Ю., Солгалов В.В.

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

Рубрика: Применение наноматериалов и нанотехнологий в строительстве

Статья в выпуске: 1 т.16, 2024 года.

Бесплатный доступ

Введение. Исследование направлено на изучение возможности создания строительного композиционного материала на основе амилозы и амилопектина с введением измельченной грецкой скорлупы в качестве наполнителя. Материалы и методы исследования. Для получения композита применялись следующие компоненты: вода дистиллированная, крахмал картофельный (НеваРеактив, Санкт-Петербург, Россия), кислота уксусная 70% (НеваРеактив, Санкт-Петербург, Россия), высокодисперсный порошок скорлупы грецкого ореха. Для исследований использовали скорлупу грецкого ореха сорта Чандлер (привитой), собранного на территории Белгородской области. Получение композита производилось в несколько стадий. На первой стадии смесь крахмала и скорлупы грецкого ореха добавлялся в дистиллированную воду, после чего добавлялся предварительно приготовленный 9% раствор уксусной кислоты. Полученная смесь тщательно перемешивалась, после чего перемещалась в чашу из нержавеющей стали и подверглась термообработке. Полученную смесь затем прессовали методом твердофазного компактирования при давлении 72 МПа. Были изучены физико-механические показатели полученного композита, его термические свойства, а также гидрофобно-гидрофильный баланс поверхности. Результаты и обсуждение. Полученный композит обладает хорошими прочностными характеристиками. Пределы прочности на изгиб σf = 25,85±2,51 МПа и σf = 28,44±5,71 МПа для наполнения 50% масс. и 75% масс. соответственно ставят его в один ряд с аналогичными композитами из более традиционных термо- и реактопластичных полимеров. Установлен температурный предел эксплуатации композиционного материала, верхним из которых можно считать температуру начала размягчения полимерной матрицы - 103,1 оС.

Еще

Растительное сырье, высокодисперсный порошок скорлупы грецкого ореха, композиционный материал, крахмал, краевой угол смачивания, термические свойства, прочность при изгибе

Короткий адрес: https://sciup.org/142240641

IDR: 142240641   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2024-16-1-67-76

Список литературы Создание композиционного материала на основе растительных компонентов

  • Каблов Е.Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. 2015. № 1. С. 36–39.
  • Лесовик В.С. Строительные материалы. Настоящее и будущее // Вестник МГСУ. 2017. № 1. C. 9–16. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.1.9-16
  • Klyuev A.V., Kashapov N.F., Klyuev S.V., Zolotareva S.V., Shchekina N.A., Shorstova E.S., Lesovik R.V., Ayubov N.A. Experimental studies of the processes of structure formation of composite mixtures with technogenic mechanoactivated silica component. Construction Materials and Products. 2023; 6 (2): 5 – 18. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-5-18
  • Cherkashina N.I., Pavlenko V.I., Noskov A.V., Shkaplerov A.N., Kuritsyn A.A., Popova E.V., Zaitsev S.V., Kuprieva O.V., Kashibadze N.V. Synthesis of PI/POSS nanocomposite films based on track nuclear membranes and assessment of their resistance to oxygen plasma flow. Polymer. 2021; 212: 123192. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.123192
  • Kuzina E., Cherkas A., Rimshin V. Technical aspects of using composite materials for strengthening constructions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018; 365: 032053. https://doi.org/10.1088/1757-899X/365/3/032053
  • Volodchenko A.A. Efficient Silicate Composites of Dense Structure using hollow microspheres and Unconventional
  • Aluminosilicate Raw Materials. Construction Materials and Products. 2023. 6 (2): 19–34. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-19-34
  • Шишакина О.А., Паламарчук А.А. Полимерные композиционные материалы в строительстве // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. Т. 12, № 2. С. 234–238.
  • Бузаева М.В., Агеева О.В., Антипова И.А. Полимерные базальтоволокнистые композиты в строительстве // Вестник Московского информационно-технологического университета – Московского архитектурно-строительного института. 2022. № 4. С. 49–54.
  • Оснос С.П., Рожков А.И., Федотов А.А. Базальтовые непрерывные волокна: характеристики и преимущества. Сырье, технологии и оборудование. Создание фабрик и материалы // Составной мир. 2022. Т. 2, № 1. С. 8–27.
  • Abdul Khalil H.P.S., Chong E.W.N., Owolabi F.A.T., Asniza M., Tye Y.Y., Rizal S., Nurul Fazita M.R., Mohamad Haafiz M.K., Nurmiati Z., Paridah M.T. Enhancement of basic properties of polysaccharide‐based composites with organic and inorganic fillers: A review. Journal of Applied Polymer Science. 2019; 136, 12: 47251. https://doi.org/10.1002/app.47251
  • Hayajneh M.T., AL-Oqla F.M., Al-Shrida M.M. Hybrid green organic/inorganic filler polypropylene composites: Morphological study and mechanical performance investigations. e-Polymers. 2021; 1, 1: 710-721. https://doi.org/10.1515/epoly-2021-0074
  • Черкашина Н. И., Павленко В. И., Сидельников Р. В., Беседин П. Исследование стойкости полимерного композита с кристаллическим диоксидом кремния к воздействию потока кислородной плазмы // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 10. С. 110–118. https://doi.org/10.12737/article_5bd95a78957a23.58646223
  • Колосова А.С., Сокольская М.К., Виткалова И.А. Наполнители для модификации современных полимерных композиционных материалов // Фундаментальные исследования. 2017. Т. 10, № 3. С. 459–465.
  • Паскарь В.С., Рублева О.А. Направления применения экологичных изделий из древесно-композиционных материалов на основе отходов деревообработки. Advanced science. 2019. № 2(13). С. 67–71.
  • Клименко Н.Н., Колокольчиков И.Ю., Михайленко Н.Ю., Орлова Л.А., Сигаев В.Н. Новые строительные материалы с повышенной прочностью на основе отходов металлургии // Стекло и керамика. 2018. № 5. С. 44–48.
  • Кузнецова Н.В., Баринова О.С. Физико-механические свойства цементных композиционных строительных материалов с применением отходов производства ЦСП // Строительные материалы. 2017. № 6. С. 7–9.
  • Трешалин Ю.М. Проектирование технологических режимов производства инновационных нетканых композиционных материалов с использованием отходов переработки льна и конопли // Молодые ученые-развитию Национальной технологической инициативы (ПОИСК). 2021. № 1. С. 399–400.
  • Cherkashina N.I., Pavlenko Z.V., Matveenko D.S., Domarev S.N., Pushkarskaya D.V., Ryzhikh D.A. Synthesis and Characteristics of Composite Material with a Plant-Based Filler. ChemEngineering. 2023; 7 (2): 38. https://doi.org/10.3390/chemengineering7020038
  • Золотарев А.С. Разработка современных экологичных теплоизоляционных материалов на основе переработки отходов растениеводства // Научный журнал молодых ученых. 2022. № 5(30). С. 45–50.
  • Паскарь В.С., Рублева О.А. Экспериментальное обоснование технологических возможностей способа изготовления экологичных декоративных изделий из измельченной древесины // Ползуновский альманах. 2020. № 1. С. 59–64.
  • Barczewski M., Sałasińska K., Szulc J. Application of sunflower husk, hazelnut shell and walnut shell as waste agricultural fillers for epoxy-based composites: A study into mechanical behavior related to structural and rheological properties. Polymer Testing. 2019; 75: 1-11. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.01.017
  • Zuo Y., He X., Li P., Li W., Wu Y. Preparation and Characterization of Hydrophobically Grafted Starches by In Situ Solid Phase Polymerization. Polymers. 2019; 11 (1): 72. https://doi.org/10.3390/polym11010072
  • Salasinska K., Barczewski M., Górny R., Kloziński A. Evaluation of highly filled epoxy composites modified with walnut shell waste filler. Polymer Bulletin. 2018; 75 (6): 2511-2528. https://doi.org/10.1007/s00289-017-2163-3
  • Jiang T., Duan Q., Zhu J., Liu H., Yu L. Starch-based biodegradable materials: Challenges and opportunities. Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. 2020; 3(1): 8-18. https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.11.003
  • Li J., Bai X., Fang Y., Chen Y., Wang X., Chen H., Yang H. Comprehensive mechanism of initial stage for lignin pyrolysis. Combustion and Flame. 2020; 215: P. 1-9. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.01.016
  • Wang Q., Song H., Pan S., Dong N., Wang X., Sun S. Initial pyrolysis mechanism and product formation of cellulose: An Experimental and Density functional theory(DFT) study. Scientific Reports, 2020; 10 (1): 3626. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60095-2
  • Sherif M. A. S. Keshk, Abdullah G. Al-Sehemi, New Composite Based on Starch and Mercerized Cellulose. American Journal of Polymer Science. 2013; 3(3): 46-51. https://doi.org/10.5923/j.ajps.20130303.02
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp