ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ МОДИФИКАЦИИ ДРЕВЕСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИОКОМПОЗИТОВ

Аннотация

Одной из актуальных задач современного материаловедения является разработка экологически безопасных альтернатив традиционным синтетическим полимерам, накапливающимся в окружающей среде. В этом контексте особое внимание уделяется древесно-полимерным композитам (ДПК) на основе возобновляемого сырья, которые сочетают высокие эксплуатационные характеристики и биоразлагаемость. Однако их эффективность ограничена слабым межфазным взаимодействием между гидрофильным древесным наполнителем и гидрофобной полимерной матрицей, что приводит к повышенной гигроскопичности и снижению механической прочности. Целью настоящего исследования является оценка эффективности двухступенчатой модификации древесного наполнителя – термической обработки при 210 ℃ с последующим озонированием – для улучшения физико-химических и эксплуатационных свойств биокомпозитов на основе термопластичного крахмала. В работе использовалась сосновая древесная мука в качестве наполнителя, подвергнутая двухступенчатой обработке. Структурные изменения в составе наполнителя анализировали методом ИК-Фурье спектроскопии [1]. Оценку эксплуатационных характеристик проводили по показателям водопоглощения, предела прочности при изгибе и растяжении. Установлено, что двухступенчатая модификация приводит к деструкции гемицеллюлоз и лигнина, снижению содержания гидроксильных групп и образованию новых оксигенсодержащих функциональны групп, что подтверждается данными ИК-спектроскопии. Это способствует улучшению адгезии между наполнителем и матрицей. В результате водопоглощение композитов с модифицированным наполнителем снизилось на 50% по сравнению с образцами на основе необработанной муки. Прочность при растяжении увеличилась на 17,89%, при изгибе – на 15,6% при оптимальном содержании наполнителя 30%. Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности предложенного авторами метода модификации для повышения качества биоразлагаемых композитов. Двухступенчатая обработка древесного наполнителя представляет собой перспективный подход для создания материалов, пригодных для применения в сельском хозяйстве, в частности при производстве биоразлагаемых емкостей для посадки растений.