ISSN 2658-6525 (Online)
ISSN 2658-4123 (Print)
Основан в 1990 году
Реестровая запись
ПИ № ФС 77-74640
от 24 декабря 2018 г.

Вы здесь: Главная Архив статей (2014-2016) 2026 №1 Список статей 10 Аникеева К. Г., Сафин Р. Р. Физико-химические характеристики древесного наполнителя, прошедшего двухступенчатую обработку

PDF Скачать статью в pdf.

DOI: 10.15507/2658-4123.036.202601.204-220

EDN: https://elibrary.ru/gijsku

УДК 674.8:543.4

 

Физико-химические характеристики древесного наполнителя, прошедшего двухступенчатаю обработку

 

Аникеева Ксения Геннадьевна
аспирант, ассистент кафедры архитектуры и дизайна изделий из древесины Казанского национального исследовательского технологического университета (420015, Российская Федерация, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Карла Маркса, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0009-0003-5128-0946, Scopus ID: 59187925100, Researcher ID: NRB-5416-2025, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Сафин Руслан Рушанович
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой архитектуры и дизайна изделий из древесины Казанского национального исследовательского технологического университета, (420015, Российская Федерация, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Карла Маркса, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0226-4232, Scopus ID: 7003561160, Researcher ID: O-9355-2015, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Аннотация
Введение. Важной проблемой современной промышленности является загрязнение окружающей среды изделиями из пластика, которые накапливаются в экосистемах и обладают высокой стойкостью к разложению. Это создает угрозу для природных ресурсов и требует разработки альтернативных материалов, сочетающих прочность и экологическую безопасность. Перспективный класс биоразлагаемых материалов представляют древесно-полимерные композиты, недостатком которых является сложность в обеспечении прочного взаимодействия между гидрофильным древесным наполнителем и гидрофобной полимерной матрицей, влияющим на физико-механические и эксплуатационные свойства.
Цель исследования. Исследование влияния двухступенчатой обработки древесного наполнителя на структурные изменения в его составе и физико-химические свойства полученных композитов.
Материалы и методы. В качестве объекта исследования выбраны образцы сосновой древесной муки, подвергнутые двухступенчатой обработке. Для анализа молекулярной структуры и химических изменений применен метод инфракрасной спектроскопии. Использованы методы анализа водопоглощения и определения предела прочности при изгибе и растяжении.
Результаты исследования. Определена прочность при изгибе и растяжении, а также степень водопоглощения материала. Термическая обработка привела к деградации целлюлозы и лигнина, уменьшению влажности и улучшению механических свойств. Озонирование повысило содержание оксигенсодержащих групп, усилило адгезию с полимерной матрицей и снизило водопоглощение на 50 %. Прочность при растяжении увеличилась на 17,89 %, при изгибе – на 15,6 %.
Обсуждение и заключение. Предложенный метод модификации древесного наполнителя позволяет значительно улучшить эксплуатационные характеристики древесно-полимерных композитов. Материал может быть использован при производстве биоразлагаемых емкостей для посадки растений, что открывает перспективы его применения в экологичных технологиях. Полученные результаты подтверждают эффективность двухступенчатого подхода к трансформации наполнителя и целесообразность его применения в промышленном производстве.

Ключевые слова: биокомпозиты, физико-химические свойства, инфракрасная спектроскопия, предел прочности на разрыв и изгиб, термопластичный крахмал, древесная мука

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Аникеева К.Г., Сафин Р.Р. Физико-химические характеристики древесного наполнителя, прошедшего двухступенчатаю обработку. Инженерные технологии и системы. 2026;36(1):204–220. https://doi.org/10.15507/2658-4123.036.202601.204-220

Вклад авторов:
К. Г. Аникеева – применение статистических, математических, вычислительных или других формальных методов для анализа или синтеза данных исследования, осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов или сбор данных, критический анализ полученных результатов.
Р. Р. Сафин – контроль, лидерство и наставничество в процессе планирования и проведения исследования, формулирование замысла, идеи исследования, целей и задач.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 29.09.2025;
поступила после рецензирования 06.11.2025;
принята к публикации 16.12.2025

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Esteves B., Pereira H. (2008). Wood Modification by Heat Treatment: A Review. BioResources. 2008;(4):370–404. https://doi.org/10.15376/biores.4.1.370-404
  2. Safiullina A., Safin R., Mukhametzyanov S., Sabirova G., Shaikhutdinova A. Ozone Processing as a Method for Increasing Adhesional Properties of Wood. In: 20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Proceedings SGEM: STEF92 Technology. 2020. https://doi.org/10.5593/sgem2020/6.1/s26.053
  3. Аникеева К.Г., Сафин Р.Р. Влияние двухступенчатой обработки наполнителя на свойства древесно-полимерного композита. Аграрный научный журнал. 2024;(6):88–98. https://doi.org/10.28983/asj.y2024i6pp88-98
  4. Eder A., Carus M. Global Trends in Wood-Plastic Composites. Bioplastics Magazine. 2014;(8):16–17. URL: https://www.researchgate.net/publication/284779431_Global_trends_in_wood-plastic_composites (дата обращения: 09.03.2025).
  5. Аникеева К.Г., Кайнов П.А., Сафин Р.Р., Петров В.И. Влияние физико-химической модификации древесного наполнителя на механические свойства биоразлагаемого древесно-полимерного композита. Деревообрабатывающая промышленность. 2024;(3):62–67. URL: https://dop1952.ru/catalogue-statue_id-577.html (дата обращения: 15.04.2025).
  6. Rabbi M.S., Islam T., Islam G.M.S. Injection-Molded Natural Fiber-Reinforced Polymer Composites – a Review. International Journal of Mechanical and Materials Engineering. 2021;16(15). https://doi.org/10.1186/s40712-021-00139-1
  7. Akter M., Uddin M.H., Anik H.R. Plant Fiber-Reinforced Polymer Composites: a Review on Modification, Fabrication, Properties, and Applications. Polymer Bulletin. 2024;(81):1–85. https://doi.org/10.1007/s00289-023-04733-5
  8. Khan S.H., Rahman Md.Z., Haque M.R., Hoque Md.E. Characterization and Comparative Evaluation of Structural, Chemical, Thermal, Mechanical, and Morphological Properties of Plant Fibers. Annual Plant: Sources of Fibres, Nanocellulose and Cellulosic Derivatives. 2023:1–45. https://doi.org/10.1007/978-981-99-2473-8_1
  9. Li M., Pu Y., Thomas V.M., Yoo C.G., Ozcan S., Deng Y. и др. Recent Advancements of Plant-Based Natural Fiber – Reinforced Composites and Their Applications. Composites Part B: Engineering. 2020;(200). Article no. 108254. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108254
  10. Akter M., Uddin M.H., Tania I.S. Biocomposites Based on Natural Fibers and Polymers: a Review on Properties and Potential Applications. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2022;41(17–18):705–42. https://doi.org/10.1177/07316844211070609
  11. More A.P. Flax Fiber–Based Polymer Composites: a Review. Advanced Composites and Hybrid Materials. 2022;(5):1–20. https://doi.org/10.1007/s42114-021-00246-9
  12. Mahmud S., Hasan K.F., Jahid M.A., Mohiuddin K., Zhang R., Zhu J. Comprehensive Review on Plant Fiber-Reinforced Polymeric Biocomposites. Journal of Materials Science. 2021;(56):7231–7264. https://doi.org/10.1007/s10853-021-05774-9
  13. Sathishkumar G.K., Ibrahim M., Mohamed A.M., Rajkumar G., Gopinath B., Karpagam R. и др. Synthesis and Mechanical Properties of Natural Fiber Reinforced Epoxy/Polyester/Polypropylene Composites: a Review. Journal of Natural Fibers. 2022;19(10):3718–3741. https://doi.org/10.1080/15440478.2020.1848723
  14. Das P.P., Chaudhary V., Ahmad F., Manral A., Gupta S., Gupta P. Acoustic Performance of Natural Fiber Reinforced Polymer Composites: Influencing Factors, Future Scope, Challenges, and Applications. Polymer Composites. 2022;43(3):1221–1237. https://doi.org/10.1002/pc.26455
  15. Laycock B., Pratt S., Halley P. A Perspective on Biodegradable Polymer Biocomposites – from Processing to Degradation. Functional Composite Materials. 2023;4(10). https://doi.org/10.1186/s42252-023-00048-w
  16. Islam M.Z., Sarker M.E., Rahman M.M., Islam M.R., Ahmed A.F., Mahmud M.S. и др. Green Composites From Natural Fibers And Biopolymers: A Review on Processing, Properties, and Applications. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2022;41(13–14):526–557. https://doi.org/10.1177/07316844211058708
  17. Kuram E. Advances in Development of Green Composites Based on Natural Fibers: a Review. Emergent Materials. 2022;5:811–831. https://doi.org/10.1007/s42247-021-00279-2
  18. Andrew J.J., Dhakal H.N. Sustainable Biobased Composites for Advanced Applications: Recent Trends and Future Opportunities – a Critical Review. Composites Part C: Open Access. 2022;(7). Article no. 100220. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2021.100220
  19. Чернышева А.В., Шкуро А.Е., Кривоногов П.С., Артемов А.В. Исследование возможности химической сшивки древесно-полимерных композитов. Вестник Технологического университета. 2019;22(8):99–101. https://www.elibrary.ru/xssoeb
  20. Anikeeva K.G., Safin R.R. Evaluation of Properties of Biodegradable Wood-Polymer Composite Based on Ozonized Wood Filler And Polyhydroxybutyrate for Application in Agricultural Industry. E3S Web of Conferences. 2024;539. Article no. 02031. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202453902031

 

Лицензия Creative Commons
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Подробности
Просмотров: 7