Полимерные композиционные материалы на основе связующего из возобновляемого сырья: влияние наполнителя на физико-механические свойства

Разработаны полимерные композиционные материалы с использованием полиэфируретанакрилатной смолы на основе 2,5-фурандикарбоновой кислоты, полученной из растительной биомассы, и ряда синтетических (угле-, стекло- и арамидное волокно) и минеральных (базальт) волокнистых наполнителей. Продемонстрированы высокие эксплуатационные характеристики полученных ПКМ. Исследовано влияние гибридизации синтетических волокон природными целлюлозными волокнами (хлопок) на физико-механические свойства полимерных композиционных материалов. Показано увеличение предела прочности при растяжении с одновременным снижением плотности ПКМ при использовании гибридного наполнителя углеволокно/хлопок.

1. Adekomaya, O. Industrial and biomedical applications of fiber reinforced composites / O. Adekomaya, T. Majozi // Fiber Reinforced Composites. ‒ 2021. ‒ P. 753‒783.

2. Thermal stability of natural fibers and their polymer composites / M. Asim, M. T. Paridah, M. Chandrasekar [et al.] // Iranian Polymer Journal. ‒ 2020. ‒ V. 29, №7. ‒ P. 625‒648.

3. Mechanical, morphological, and thermal characteristics of epoxy/ glass fiber/cellulose nanofiber hybrid composites / T. Azhary, M. Kusmono, W. Wildan [et al.] // Polymer Testing. ‒ 2022. ‒ V. 110. ‒ P. 107560.

4. Natural fiber eco-composites / G. Bogoeva-Gaceva, M. Avella, M. Malinconico [et al..] // Polymer Composites. ‒ 2007. ‒ V. 28, №1. ‒ P. 98‒107.

5. Environmental durability of carbon/flax fiber hybrid composites / M. Cheng, Y. Zhong, U. Kureemun [et al.] // Composite Structures. ‒ 2020. ‒ V. 234. ‒ P. 111719.

6. Properties and performances of various hybrid glass/natural fibre composites for curved pipes / G. Cicala, G. Cristaldi, G. Recca [et al.] // Materials & Design. ‒ 2009. ‒ V. 30, №7. ‒ P. 2538-2542.

7. Development of fl ax/carbon fibre hybrid composites for enhanced properties / H. N. Dhakal, Z. Y. Zhang, R. Guthrie [et al.] // Carbohydrate Polymers. ‒ 2013. ‒ V. 96, №1. ‒ P. 1‒8.

8. A novel polyfunctional polyurethane acrylate prepolymer derived from bio-based polyols for UV-curable coatings applications / J. Huang, Y. Xiong, X. Zhou [et al.] // Polymer Testing. ‒ 2022. ‒ V. 106. ‒ P. 107439.

9. Review on natural plant fibres and their hybrid composites for structural applications: Recent trends and future perspectives / S.O. Ismail, E. Akpan, H.N. Dhakal // Composites Part C: Open Access. ‒ 2022. ‒ V. 9. ‒ P. 100322.

10. Recent developments and challenges in natural fiber composites: A review / P. Jagadeesh, M. Puttegowda, P. Boonyasopon [et al.] // Polymer Composites. ‒ 2022. ‒ V. 43, №5. ‒ P. 2545‒2561.

11. Kushwaha, P.K. The Studies on Performance of Epoxy and Polyester-based Composites Reinforced with Bamboo and Glass Fibers / P.K. Kushwaha, R. Kumar // Journal of Reinforced Plastics and Composites. ‒ 2010. ‒ V. 29, №13. ‒ P. 1952‒1962.

12. Marmol, G. Automotive and construction applications of fiber reinforced composites / G. Marmol, D. P. Ferreira, R. Fangueiro // Fiber Reinforced Composites. ‒ 2021. ‒ P. 785‒819.

13. Panthapulakkal, S. Injection-molded short hemp fiber/glass fiberreinforced polypropylene hybrid composites ‒ мechanical, water absorption and thermal properties / S. Panthapulakkal, M. Sain // Journal of Applied Polymer Science. ‒ 2007. ‒ V. 103, №4. ‒ P. 2432‒2441.

14. Passauer, L. A case study on the thermal degradation of an acrylatetype polyurethane wood coating using thermogravimetry coupled with evolved gas analysis / L. Passauer // Progress in Organic Coatings. ‒ 2021. ‒ V. 157. ‒ P. 106331.

15. Natural fiber reinforced biomass-derived poly(ester-urethane–acrylate) composites for sustainable engineering applications / D. Petrenko, V. Klushin, A. Zelenskaya [et al.] // Journal of Polymer Research. ‒ 2022. ‒ T. 29, №12. ‒ C. 503.

16. Tensile properties hybrid effect of unidirectional fl ax/carbon fiber hybrid reinforced polymer composites / A. Wang, X. Liu, Q. Yue [et al.] // Journal of Materials Research and Technology. ‒ 2023. ‒ V. 24. ‒ P. 1373‒1389.

17. Bio-based Polymeric Materials Synthesized from Renewable Resources: A Mini-Review / Y. Xie, S. Gao, D. Zhang [et al.] // Resources Chemicals and Materials. ‒ 2023. ‒ V.2. ‒ P. 223‒230.

18. Towards green composites: Bioepoxy composites reinforced with bamboo/basalt/carbon fabrics / K. Yorseng, S. Mavinkere Rangappa, J. Parameswaranpillai [et al.] // Journal of Cleaner Production. ‒ 2022. ‒ V. 363. ‒ P. 132314.

19. Реактопласты на основе бис-фталонитрилов в качестве термостойких матриц для полимерных композиционных материалов / В.А. Булгаков, О.С. Морозов, И.А. Тимошкин [и др.] // Высокомолекулярные соединения (серия С). ‒ 2021. ‒ T. 63, №1. ‒ C. 54‒59.

20. Композиционный материал на основе полиолефинов и модифицированных растительных наполнителей / А.В. Горбачев, И.З. Файзуллин, С.И. Вольфсон [и др.] // Пластические массы. ‒ 2023. ‒ T. 1, №1‒2. ‒ C. 48‒52.

21. Изучение влияния модифицированных волокон на свойства эпоксидного композита. / Л.В. Корчина, Н.Г. Зубова, В.М. Герасимова, Т.П. Устинова // Пластические массы. ‒ 2017. ‒ T. 1‒2. ‒ C. 44‒45.

22. Композитные материалы на основе биовозобновляемых полиэфирмалеинатов. / Д.С. Петренко, В.А. Клушин, А.Н. Яценко [и др.] // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. ‒ 2021. ‒ T. №4 (212).