Влияние содержания древесного дисперсного наполнителя на долговечность композиционных материалов

Введение. Использование биокомпозитных материалов является необходимой составляющей комплекса мер по защите окружающей среды. В соответствии с классификацией полимеров нефтехимического происхождения, биополимеры можно разделить на термические и пластические термического упрочнения. Первые могут быть изменены для проведения повторного нагрева, вторые - нет, по причине затвердевания карбоната кальция. Термические биопластмассы были разработаны, в основном, для упаковочной промышленности и могут быть предложены в качестве связующего агента в биокомпозитных материалах. Материалы исследования. При проведении настоящего исследования древесные волокна опилок были выбраны в качестве добавки для получения армированных пластмасс на основе полиэстерового волокна. Целью исследования являлось определение оптимального соотношения объёма и размеров опилок. В ходе экспериментов были проведены испытания различных смесей древесных опилок при варьировании сочетания их размеров, объёма и прилагаемых к ним нагрузок. Результаты исследования. Полученные результаты продемонстрировали увеличение деформации композитного материала при увеличении доли древесных опилок любых объемов, исследованных в тесте на давление, а также уменьшение прочности и относительного удлинения при увеличении доли опилок средних и малых объёмов. Прочность и удлинение композитного материала возрастает с увеличением доли опилок с объемом, превышающим 120 мм³. Напряжения увеличиваются тогда, когда размер древесных опилок равен 20 мм³ и соотношение смешивания равно 25%, при этом упругость материала понижается. Обсуждение и заключения. В опытах на изгиб изделия наблюдалось снижение прочности и увеличение относительного удлинения при смешивании образца с древесными опилками объёмом 5 мм³, возрастание прочности и удлинения при увеличении их объёма до 25 мм³, а затем уменьшение прочности и относительного удлинения при увеличении объёма до 120 мм³.

древесные волокна, полиэстер, производство композитных материалов, натуральные волокна, wood fibers, polyester fiber, production of composite materials, natural fibers

1. Hermann, A. P. Construction materials based upon biologically renewable resource - from components to finished parts / A. P. Hermann, G. Nickel, R. Riedel // Polymer Degradation and Stability - 1998 - no. 59 -P. 251-261.

2. Nickel J. Activities in biocomposites / J.Nickel ,U.Riedel // Materials Today - 2003 - vol. 6, no. 4 - P. 44-48.

3. Netravali A. N. Composites get greener /A. N. Netravali, S. Chabba // Materials Today - 2003 - vol. 66, no. 4 - P. 537-545. 4- Richardson M. Nonwoven hemp reinforced composites / M. Richardson, Z. Zhang //Reinforced Plastics - 2001 - Vol. 45, no. 4 - P. 40-44.

4. Marsh G. Next step for automotive materials / G. Marsh // Materials Today - 2003 - vol. 6, no. 4 - P.36-43. 6- Luo S. Green composites made from pineapple fibers and poly (hydroxybutyrate-co-valerate) resin / S. Luo, A.N. Netravali // Proc. of ICCE-5 (Fifth International Conference On Composites Engineering), Las Vegas, USA. - 1998 - P. 661-667.

5. Luo, S. Mechanical and thermal properties of environment friendly green composites made from pineapple leaf fibers and poly (hydroxybutyrate-co-valerate) resin / S. Luo, A.N. Netravali // Polymer Composites - 1999 - no. 20 - P. 367-378.

6. Thames S. F. Effect of preparation and processing on mechanical properties and water absorption of soy protein-based biocomposites /S.F. Thames, L. Zhou // Proc. Of ICCE-5 (Fifth International Conference On Composites Engineering), Las Vegas, USA. - 1998 - P. 887-897.

7. Thames S. F. Combining soybean protein with other renewable agrochemicals to produce environmentally friendly, formaldehyde-free wood adhesives / S. F. Thames, Richard Cook, L.A. Edgar Jr, S. deBlasio // Proc. of ICCE-6 (Sixth International Conference On Composites Engineering), Florida, USA - 1999 - P. 135-146.

8. Kharmanda G. Reliability-Based Design Optimization Strategy for Soil Tillage Equipment Considering Soil Parameter Uncertainty / G. Kharmanda, I. Antypas // Vestnik of DSTU - 2016 T. 16. No. 2 (85). P. 136-147.

9. Антибас, И. Р. Влияние параметров плодов на их повреждения при транспортировке / И. Р. Антибас, С. А. Партко // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения : сб. статей 9-й междунар. науч.-практ. конф. - Ростов-на-Дону, 2016. - С. 79-82.

10. Антибас, И. Р. Влияние формы гофрированного картона на амортизирующие свойства упаковки / И. Р. Антибас, С. А. Партко, А. Н. Сиротенко // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2016. - Т. 16, № 1 (84). - С. 36-42.

11. Антибас, И. Р. Влияние формы гофрированного картона на амортизирующие свойства упаковки / И. Р. Антибас, А. Н. Сиротенко // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения : сб. материалов 7-й междунар. науч.-практ. конф. - Ростов-на-Дону, 2014. - С. 200-202.

12. Hermann, A.P., Nickel, G., Riedel, R. Construction materials based upon biologically renewable resource - from components to finished parts. Polymer Degradation and Stability, 1998, no. 59, pp. 251-262.

13. Nickel, J., Riedel, U. Activities in biocomposites. Materials Today, 2003, vol. 6, no. 4, pp. 44-48.

14. Netravali, A. N., Chabba, S. Composites get greener. Materials Today, 2003, vol. 66, no. 4, pp. 537-545.

15. Richardson, M., Zhang, Z. Nonwoven hemp reinforced composites. Reinforced Plastics, 2001, vol. 45, no. 4, pp. 40-44.

16. Marsh, G. Next step for automotive materials. Materials Today, 2003, vol. 6, no. 4, pp. 36-43.

17. Luo, S., Netravali, A.N. Green composites made from pineapple fibers and poly (hydroxybutyrate-co-valerate) resin. Proc. of ICCE-5 (Fifth International Conference On Composites Engineering), Las Vegas, USA, 1998, pp. 661-667.

18. Luo, S., Netravali, A.N. Mechanical and thermal properties of environment friendly green composites made from pineapple leaf fibers and poly (hydroxybutyrate-co-valerate) resin. Polymer Composites, 1999, no. 20, pp. 367-378.

19. Thames, S. F., Zhou, L. Effect of preparation and processing on mechanical properties and water absorption of soy protein-based biocomposites. Proc. of ICCE-5 (Fifth International Conference On Composites Engineering), Las Vegas, USA, 1998, pp. 887-897.

20. Thames, S. F., Cook, R., Edgar, L.A, Jr., de Blasio, S. Combining soybean protein with other renewable agrochemicals to produce environmentally friendly, formaldehyde-free wood adhesives. Proc. of ICCE-6 (Sixth International Conference On Composites Engineering), Florida, USA, 1999, pp. 135-146.

21. Kharmanda, G., Antypas, I. Reliability-Based Design Optimization Strategy for Soil Tillage Equipment Considering Soil Parameter Uncertainty. Vestnik of DSTU, 2016, vol. 16, no. 2 (85), pp. 136-147.

22. Antypas, I.R., Partko, S.A. Vliyanie parametrov plodov na ikh povrezhdeniya pri transportirovke. [Effect of fruit parameters on their damage in transit.] Sostoyanie i perspektivy razvitiya sel'skokhozyaystvennogo mashinostroeniya: sb. statey 9-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [State and prospects of agricultural machinery development: Proc. 9th Int. Sci.-Pract. Conf.] Rostov-on-Don, 2016, pp. 79-82 (in Russian).

23. Antypas, I.R., Partko, S.A., Sirotenko, A.N. Vliyanie formy gofrirovannogo kartona na amortiziruyushchie svoystva upakovki. [Effect of corrugated cardboard shape on the packing damping properties.] Vestnik of DSTU, 2016, vol. 16, no. 1 (84), pp. 36-42 (in Russian).

24. Antypas, I.R., Sirotenko, A.N. Vliyanie formy gofrirovannogo kartona na amortiziruyushchie svoystva upakovki. [Effect of corrugated cardboard shape on the packing damping properties.] Sostoyanie i perspektivy razvitiya sel'skokhozyaystvennogo mashinostroeniya: sb. statey 7-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [State and prospects of agricultural machinery development: Proc. 7th Int. Sci.-Pract. Conf.] Rostov-on-Don, 2014, pp. 200-202 (in Russian).