Composite material based on polyolefins and modified vegetable fillers
https://doi.org/10.35164/0554-2901-2023-1-2-48-52
Abstract
The results of a study of mixing compositions based on polypropylene and vegetable fillers modified with an enzyme preparation are presented. During the experiment, the optimal modification time and the ratio of the volume of water to the mass of the vegetable filler during modification were determined. Physical and mechanical tests revealed that the composites with the modification were superior to the basic composites without the modification.
About the Authors
A. V. Gorbachev
Kazan National Research Technological University (KNRTU)
Russian Federation
Russian Federation
Kazan
I. Z. Fayzullin
Kazan National Research Technological University (KNRTU)
Russian Federation
Russian Federation
Kazan
S. I. Wolfson
Kazan National Research Technological University (KNRTU)
Russian Federation
Russian Federation
Kazan
A. V. Kanarsky
Kazan National Research Technological University (KNRTU)
Russian Federation
Russian Federation
Kazan
I. V. Zakharov
Kazan National Research Technological University (KNRTU)
Russian Federation
Russian Federation
Kazan
Y. M. Kazakov
Kazan National Research Technological University (KNRTU)
Russian Federation
Russian Federation
Kazan
References
1. Клёсов А.А. Древесно-полимерные композиты / СПб: Научные основы и технологии, 2010. –736 с.
2. Fayzullin I.Z., Volfson S.I., Musin I.N., Fayzullin A.Z., Nikiforov A.A. Influence of the type of wood flour and nanoadditives on the structure and mechanical properties of polypropylene-based wood-polymer composites //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2016. – Т. 1785. – №1. – С. 40–98.
3. Shabarin A.A., Kuzmin A.M., Vodyakov V.N. Shabarin I.A. Получение биоразлагаемых композиционных материалов на основе полиолефинов и лузги семян подсолнечника //Известия высших учебных заведений. Серия «Химия и химическая технология». – 2021. – Т. 64. – №4. – С. 73–78.
4. Евдокимова М.М. Оценка влияния пандемии covid-19 на строительную отрасль России //Индустриальное, инновационное и финансовое развитие России: факторы и тенденции. – 2021. – С. 49–51.
5. Мехоношина М.С. Исследование динамики экологических индикаторов в крупных городах Российской Федерации // Химия. Экология. Урбанистика. – 2021. – Т. 2021. – С. 53–57.
6. Volfson S.I., Fayzullin I.Z., Musin I.N., Fayzullin A.Z., Grachev A.N., Pushkin S.A. The physicomechanical and rheological characteristics of wood–polymer composites based on thermally and mechanically modified filler //International Polymer Science and Technology. – 2017. – Т. 44. – №2. – С. 49–54.
7. Шкуро А.Е., Чернышева А.В., Кривоногов П.С., Артемов А.В. Исследование возможности модификации древеснополимерных композитов УФ-излучением //Вестник технологического университета. – 2019. – Т. 22. – №5. – С. 84–87.
8. Файзуллин И.З., Вольфсон С.И., Мусин И.Н., Гордеев А.С. Влияние нанонаполнителей на структуру древесно-полимерных композитов //Вестник Казанского технологического университета. – 2015. – Т. 18. – №11. – С. 79–81.
9. Патент РФ №2018107436, 04.12.2018. Способ радиационнохимического модифицирования древесно-полимерных композитов // Патент Росии № 2 707 936. 02.12.2019 Бюл. №34. / Шпейзман В.В., Якушев П.Н., Смолянский А.С.
10. Fayzullin I.Z., Musin I.N., Volfson S.I., Nikiforov A.A. Glass-Filled Wood-Polymer Composites Based on Polypropylene //Key Engineering Materials. – Trans Tech Publications Ltd, 2019. – Т. 816. – С. 197–201.
11. Мусин И.Н., Файзуллин И.З., Вольфсон С.И. Влияние добавок на свойства древесно–полимерных композитов //Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15. – №24.
12. Биохимическая модификация растительного наполнителя и разработка полимерного композиционного материала на основе полипропилена и модифицированного наполнителя / Файзуллин И.З., Вольфсон С.И., Канарский А.В., Захаров И.В., Горбачев А.В. // Технология органических веществ : материалы 85-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (с международным участием), Минск, 1–13 февраля 2021 г. – Минск : БГТУ, 2021. – С. 225–226.
13. Горбачев А.В., Файзуллин И.З. Исследование эксплуатационных свойств полимерных композиций с целлюлозным волокнистым наполнителем //Актуальные проблемы науки о полимерах. – 2020. – С. 141–141.
14. Fayzullin I.Z., Volfson S.I., Musin I.N., Fayzullin A.Z., Nikiforov A.A. Influence of the type of wood flour and nanoadditives on the structure and mechanical properties of polypropylene-based wood-polymer composites //AIP conference proceedings. – AIP Publishing LLC, 2016. – Т. 1785. – №1. – С. 040098.
15. Малеиновый ангидрид: по какой технологии производить? – Текст : электронный // ИХТЦ : [сайт]. — URL: https://ect-center.com/blog/maleic-anhydride_1 (дата обращения: 30.06.2022).
16. Малеиновый ангидрид. – Текст : электронный // Международные карты химической безопасности (ICSC) : [сайт]. — URL: https://www.ilo.org/dyn/-icsc/showcard.display?-p_lang=ru&p_card_id=0799&p_version=2 (дата обращения: 30.06.2022).
17. Лирова, Белла Ивановна. Учебно-методический комплекс дисциплины «Проблемы экологии производства и применения полимерных материалов» [Электронный ресурс] / Б.И. Лирова, А.И. Суворова; Федер. агентство по образованию, Урал. гос. ун-т им. А. М. Горького, ИОНЦ «Экология и природопользование» [и др.]. – Электрон. дан. (1,17 Мб). – Екатеринбург : [б. и.], 2007
18. Ольхов А.А., Власов С.В., Заиков Г.Е. Экологические проблемы утилизации упаковок из полимерных материалов //Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2012. – №4. – С. 34–43.
19. Bugg, T.D., Ahmad, M., Hardiman, E.M., Rahmanpour, R. Pathways for degradation of lignin in bacteria and fungi //Natural product reports. – 2011. – Т. 28. – №12. – С. 1883–1896.
20. Kabir M.M., Wang H., Lau K. T., Cardona F. Chemical treatments on plant-based natural fibre reinforced polymer composites: An overview //Composites Part B: Engineering. – 2012. – Т. 43. – №7. – С. 2883–2892.
21. Cragg S.M., Beckham G.T., Bruce N.C., Bugg T.D., Distel D.L., Dupree P., Zimmer M. Lignocellulose degradation mechanisms across the Tree of Life //Current opinion in chemical biology. – 2015. – Т. 29. – С. 108–119.
22. Khoshnava S.M., Rostami R., Ismail M., Valipour A. The using fungi treatment as green and environmentally process for surface modification of natural fibres //Applied Mechanics and Materials. – Trans Tech Publications Ltd, 2014. – Т. 554. – С. 116–122.
23. Huang Y., Zhu C., Yang J., Nie Y., Chen C., Sun D. Recent advances in bacterial cellulose //Cellulose. – 2014. – Т. 21. – №1. – С. 1–30.
24. Kalia S., Thakur K., Celli A., Kiechel M.A., Schauer C.L. Surface modification of plant fibers using environment friendly methods for their application in polymer composites, textile industry and antimicrobial activities: A review //Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2013. – Т. 1. – №3. – С. 97–112.
25. Lee K.Y., Bharadia P., Blaker J.J., Bismarck A. Short sisal fibre reinforced bacterial cellulose polylactide nanocomposites using hairy sisal fibres as reinforcement //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2012. – Т. 43. – №11. – С. 2065–2074.
26. Karaduman Y., Gokcan D., Onal L. Effect of enzymatic pretreatment on the mechanical properties of jute fiber-reinforced polyester composites //Journal of Composite Materials. – 2013. – Т. 47. – №10. – С. 1293–1302.
27. George M., Mussone P.G., Bressler D.C. Surface and thermal characterization of natural fibres treated with enzymes //Industrial Crops and Products. – 2014. – Т. 53. – С. 365–373.
28. Araujo R., Casal M., Cavaco-Paulo A. Application of enzymes for textile fibres processing //Biocatalysis and Biotransformation. – 2008. – Т. 26. – №5. – С. 332–349.
29. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. – 1-е изд. – М.: Рипол Классик, 1962. – 714 с.
30. Chen R.S., Ahmad S., Gan S. Characterization of rice husk-incorporated recycled thermoplastic blend composites //BioResources. – 2016. – Т. 11. – №4. – С. 8470–8482.
31. Ингибиторы коррозии металлов. Под ред. Л.И. Антропова – Л.: Химия, 1968. – 264 с.
32. Winandy J.E., Rowell R.M. The chemistry of solid wood //Advances in Chemistry Series. – 1984. – Т. 207.
33. Fabiyi J.S. Chemistry of wood plastic composite weathering: a Dissertation for the degree of Doctor of philosophy / in the College of Graduate Studies // James Sunday Fabiyi, University of Idaho, 2007. – 227 p.
34. Ипатова Е.В., Крутов С.М., Грибков И.В., Сазанов Ю.Н. Сольволиз технических лигнинов в водных и спиртовых растворах гидроксида натрия // Известия ВУЗов. Лесной журнал. 2015. №3 (345). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/solvoliz-tehnicheskih-ligninov-v-vodnyh-i-spirtovyh-rastvorahgidroksida-natriya (дата обращения: 01.07.2022).
35. Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., АверкоАнтонович Ю.О. Химия и технология синтетического каучука //Химия. – 1987. – Т. 3.
36. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – Рипол Классик, 1984.
37. Целлюлозные и лигноцеллюлозные наполнители древеснополимерных композитов. — Текст : электронный // ПластЭксперт : [сайт]. — URL: https://e-plastic.ru/specialistam/pigmenti-additivi-dobavki/cellyuloznye-i-lignocellyuloznyenapolniteli-drevesno-polimernykh-kompozitov/ (дата обращения: 30.06.2022).
38. Бурнашев А.И. Высоконаполненные поливинилхлоридные строительные материалы на основе наномодифицированной древесной муки: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.05. – Казань, 2011. – 20 с.
39. Кремний и защита растений от стресса: теория, практика, перспективы // ООО «АгроСил» URL: https://agrosil.ru/ (дата обращения: 07.07.2022).
40. Шкуро А.Е. Наполнители аграрного происхождения для древеснополимерных композитов (обзор) /А.Е. Шкуро, В.В. Глухих, П.С. Кривоногов, О.В. Стоянов // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17. – №21. – С. 160–163.
41. Мелешкина Е.П., Витол И.С., Кандроков Р.Х. Продукты переработки зерна тритикале как объект для ферментативной модификации //Хранение и переработка сельхозсырья. – 2016. – №. 9. – С. 14–18.
42. Голязимова О.В., Политов А.А., Ломовский О.И. Увеличение эффективности измельчения лигноцеллюлозного растительного сырья с помощью химической обработки //Химия растительного сырья. – 2009. – №2.
43. Сулейманова Д.Ф., Газизов М.А., Каримов И.Р., Гизатуллина Л.И., Ахметова Д.А. Технология производства древесно– полимерного композита на основе термомодифицированной муки // Лесоэксплуатация и комплексное использование древесины. - Красноярск: СибГУ им. М.Ф. Решетнева, 2020. – С. 197–201.
44. Liikanen M., Grönman K., Deviatkin I., Havukainen J., Hyvärinen M., Kärki T., Horttanainen M. Construction and demolition waste as a raw material for wood polymer composites – Assessment of environmental impacts //Journal of Cleaner Production. – 2019. – V. 225. – С. 716–727.
45. Keskisaari A., Butylina S., Kärki T. Use of construction and demolition wastes as mineral fillers in hybrid wood–polymer composites //Journal of Applied Polymer Science. – 2016. – Т. 133. – №19.
Review
For citations:
Gorbachev A.V., Fayzullin I.Z., Wolfson S.I., Kanarsky A.V., Zakharov I.V., Kazakov Y.M. Composite material based on polyolefins and modified vegetable fillers. Plasticheskie massy. 2023;1(1-2):48-52. (In Russ.) https://doi.org/10.35164/0554-2901-2023-1-2-48-52
Views:
672
Email this article 
