CC BY
18
ного ориентирования древесных частиц [4].
Ь/Тэ1
Рисунок 1 - Зависимость ^/Тэ1 от степени снижения концентрации
Список использованных источников
1. Роффаэль Э. Выделение формальдегида из древесностружечных плит: Пер. с нем. М.: Экология, 1991. 160 с.
2. Groah W. Decay or the Decrease in Formaldehyde Concentrations or Emissions over Time and UF-bonded Wood Panel Products, 2005. 14 p.
3. Плотников С.М., Руденко Б.Д. Анализ эмиссии формальдегида из древесных плит // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2017. № 50. С.29-32.
4. Плотников С.М. Снижение формальдегида в древесных плитах за счет улучшения ориентирования частиц // Экология и промышленность России. 2014. №3. С.44-47.
УДК 502.55
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РАЗМЯГЧЕНИЯ ПО ВИКА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ
STUDY OF VICAT SOFTENING TEMPERATURE OF COMPOSITES BASED
ON BIODEGRADABLE COMPONENTS
Сабирова Г.А., Сафин Р.Р., Хайруллин Р.З.
(Казанский национальный исследовательский технологический университет,
г. Казань, РФ)
Sabirova G. A., Safin R. R., Khayrullin R. Z.
(Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia)
Рассмотрено влияние состава древесно-наполненного композита и температуры обработки наполнителя на эксплуатационные свойства разрабатываемого материала, в частности, на теплостойкость, характеризуемой температурой размягчения по Вика.
The influence of the composition of the wood-filled composite and the temperature of processing the filler on the operational properties of the material being developed, in particular, on the heat resistance, characterized by the Vicat softening temperature, is considered.
Ключевые слова: композитный материал, полилактид, древесный наполнитель, термическая модификация, эксплуатационные свойства
Key words: composite material, polylactide, wood filler, thermal modification, operational properties
В последние годы полилактид (PLA) нашел широкое применение при изготовлении изделий с коротким сроком службы: упаковка, одноразовая посуда, пакеты, изделия медицинского назначения и т. д. PLA легок в переработке, обладает хорошими физико-механическими, эксплуатационными и барьерными свойствами, производится из возобновляемого растительного сырья и при определенных условиях может разлагаться за короткий срок на безвредные для экологии компоненты [1-2]. Однако высокая стоимость биополимера является одной из причин сдерживания широкого внедрения PLA как замены традиционных полимеров. Удешевление изделий из такого материала может быть достигнуто при максимальных степенях наполнения полимерной матрицы без потери прочностных характеристик. При этом в качестве наполнителей активно используют природные материалы: как минеральные (различные силикаты, глины и т. п.), так и растительные (волокна, отходы деревообрабатывающих производств) [3-4].
Ранее в работах [5-8] изучалось влияние концентрации вводимого наполнителя на физико-механические свойства и скорость деструкции композитов из PLA и древесной муки смешанных пород (ДМ), подверженной термической модификации при 200 и 240 °С [9-10]. Были разработаны составы композитов с различным мас. % компонентов, которые исследовались в данной работе на теплостойкость.
Температура размягчения по Вика композитов в жидкой среде определялась на приборе HV-5000-P3 HDT/VICAT (Gotech Testing Mashines Inc.) (рисунок 1) в соответствии с ГОСТ 15088-2014. Сущность метода состоит в том, что образец нагревают с определенной скоростью и фиксируют температуру, при которой иголка определенных размеров войдет в материал на определенную глубину при заданной нагрузке. В данном случае нагрузка
Л
составляла 50 Н, площадь поперечного сечения иглы 1 мм , глубина проникновения 1 мм, скорость нагрева 120 °С /ч. Для стабильности температуры было использовано силиконовое масло.
Образцы для испытаний имели форму квадрата со стороной 10 мм и толщиной 4 мм. Для каждой выборки испытывались 5 образцов с плоскими, параллельными и свободными от заусенцев и трещин поверхностями. Процентное соотношение компонентов образцов и результаты испытаний приведены в таблице 1.
а б
Рисунок 1 - Тестер ИУ-5000-Р3 ТОТ/У1САТ: а - внешний вид; б - схема устройства: 1 - микрометр с круговой шкалой; 2 - сменный груз; 3 - пластина для расположения груза; 4 - стержень с индентором; 5- приблизительный уровень жидкости; 6 - ин-дентор; 7 - образец для испытания; 8 - опора для испытуемого образца
Таблица 1 - Значения температуры размягчения по Вика образцов дре-весно-наполненных композитов
Серия Наполнитель/РЬА, % - температура обработки, °С Температура размягчения по Вика при использовании нагревательной бани (в жидкой среде) Тр, °С
20/80 - 130 66,8
1 30/70 - 130 67
40/60 - 130 67,4
50/50 - 130 67,9
20/80 - 200 67,1
2 30/70 - 200 67,5
40/60 - 200 68,2
50/50 - 200 69,2
20/80 - 240 66,9
3 30/70 - 240 67,2
40/60 - 240 67,6
50/50 - 240 68,3
Рисунок 2 - Влияние концентрации и температуры предварительной термической модификации наполнителя на температуру размягчения по Вика композитов
Из рисунка 2 видно, что с увеличением концентрации вводимого наполнителя температура размягчения по Вика композитов повышается: наиболее теплостойкими являются образцы с содержанием ДМ до 50 мас. %. При этом Тр образцов из PLA (100 %) составила 64,5 °С. Также повышение теплостойкости образцов наблюдается при введении наполнителя, термически модифицированного при 200 °С, при этом у образцов, содержащих наполнитель с тепловой обработкой при 130 и 240 °С значения температуры размягчения по Вика ниже.
Список использованных источников
1. Алексеев Е.И., Хайруллин Р.З., Янов В.В. Перспективы использования биодегра-дируемых полимерных материалов для производства гибкой упаковки // Вестник технологического университета. Казань. 2015. № 15. С. 187-188.
2. Safin R.R., Talipova G.A., Galyavetdinov N.R. Design of packaging materials based on polylactide and wood filler // International Journal of Engineering and Technology(UAE).
2018. № 4.36. Pp. 1089-1091.
3. Сабирова Г.А., Галяветдинов Н.Р., Сафин Р.Р. Производство композиционных материалов на основе биоразлагаемых компонентов // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2019. № 55. С. 181-184.
4. Сафин Р.Р., Разумов Е.Ю., Воронин А.Е., Зиатдинов А.Р., Сабиров А.Т. Установка для переработки отходов древесных производств // Деревообрабатывающая промышленность. Москва. 2009. № 5. С. 82-87.
5. Талипова Г.А., Галяветдинов Н.Р. Разработка биоразлагаемых композиционных материалов из полимера и растительного наполнителя // Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы международной научно-практической конференции. Грозный.
2019. С. 235-240.
6. Safin R.R., Talipova G.A., Galyavetdinov N.R., Nazipova F.V., Salimgaraeva R.V. The study of the destructive properties of wood- filled composites for the production of biodegradable packaging materials // International Multidisciplinary Scientific Geoconference. 2019. № 19. Pp. 541-546.
7. Sabirova G.A., Safin R.R., Galyavetdinov N.R., Shaikhutdinova A.R. Research of bio-
degradable wood completed composite materials based on polylactide // Journal of Physics: Conference Series Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. 2019. Pp. 44117.
8. Галяветдинов Н.Р., Сафин P.P., Мухтарова А.Р., Илалова Г.Ф., Талипова Г.А. Изучение деструктивных свойств биоразлагаемого древесно-наполненного композита // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. Воронеж. 2018. № 3. С. 174-179.
9. Пат. 2425305 Российская Федерация, МПК F26B5. Способ сушки и термической обработки древесины / Сафин P.P., Сафин Р.Г., Оладышкина Н.А., Разумов Е.Ю., Хасан-шин P.P., Кайнов П.А., Кузьмин И.А., Мазохин М.А., Шайхутдинова АР., Ахтямов Т.Н., Воронин А.Е.; патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования» (ООО «НТЦ PnO»). № 2010108198/06; заявл. 04.03.2010; опубл. 27.07.2011, Бюл. № 21. 10 с.
10. Safin R.R., Voronin A.E., Shaikhutdinova A.S., Nazipova F.V., Kaynov P.A. Method of rational use of waste of timber industries // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 15th. 2015. Pp. 699-706.
УДК 66.094.940
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГИДРОЛИЗ СОСНОВОГО ОПИЛА СЕРНИСТОЙ КИСЛОТОЙ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РЕДУЦИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
HIGH-TEMPERATURE HYDROLYSIS OF PINE SAWDUST WITH SULFUROUS ACID TO DETERMINE THE CONCENTRATION OF
REDUCING SUBSTANCES
Саерова К.В., Илалова Г.Ф., Сафин Р.Р., Мухаметзянов Ш.Р., Сафиуллина А.Х.
(Казанский национальный исследовательский технологический университет,
г. Казань, РФ)
Saerova K. V., Ilalova G.F., Safin R. R., Mukhametzyanov Sh. R., Safiullina A. Kh.
(Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia)
В статье описывается технология высокотемпературного гидролиза соснового опила сернистой кислотой с целью выявления в гидролизном остатке редуцирующих веществ (РВ). Исследовано влияние концентрации сернистой кислоты, температуры и длительности обработки на выход РВ.
The article describes the technology of high-temperature hydrolysis of pine sawdust with sulfurous acid in order to detect reducing substances (RS) in the hydrolysis residue. The influence of sulfurous acid concentration, temperature and duration of treatment on the RS concentration was studied.
Ключевые слова: гидролиз, редуцирующие вещества, концентрация, сенистая кислота
Keywords: hydrolysis, the reducing substances, the concentration of sulfurous acid
Введение
На сегодняшний день Российская Федерация является мировым лидером по запасам лесных ресурсов, но она отстает по производству конку-
