ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛИМЕРНОЙ ФАЗОЙ ДИАЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ДРЕВЕСНОЙ МУКОЙ

Целью настоящей работы являлось исследование влияния содержания древесной муки на свойства композитов с полимерной фазой диацетата целлюлозы. Диацетат целлюлозы для испытаний образцов полимерных композиционных материалов был получен методом щелочного гидролиза триацетата целлюлозы со степенью ацетилирования, 2,48. В качестве пластификаторов в работе были использованы триацетин и трибутилфосфат. Смешение компонентов композиционных материалов производилось методом вальцевания. Содержание древесной муки в образцах исследованных композитов варьировалось от 0 до 50 мас. %. Для полученных образцов композитов были определены следующие физико-механические свойства: плотность, прочность при изгибе, твёрдость по Бринеллю, модуль упругости при сжатии, число упругости, пластичность, ударная вязкость, водопоглощение за 30 суток, биоразложение в активированном грунте за 90 суток. Были установлены экспериментально-статистические зависимости влияния содержания древесной муки в композите на показатели твердости по Бринеллю, ударной вязкости, водопоглощения за 30 суток и потери массы после выдержки в активированном грунте в течение 90 суток. В качестве эталонов сравнения в работе использовались образцы композитов с полимерной фазой триацетата целлюлозы со степенью ацетилирования, 2,48. Установлено, что увеличение содержания древесной муки в составе композиционного материала с полимерной фазой диацетата целлюлозы приводит к увеличению твёрдости, упругости, водопоглощения, биоразлоложения и уменьшению ударной вязкости и пластичности. По сравнению с аналогами с полимерной фазой триацетата целлюлозы, образцы с диацетатом обладают большей пластичностью, водопоглощением за 30 суток, степенью биоразложения за 90 суток и меньшей твёрдостью, прочностью при изгибе, ударной вязкостью и упругостью.

Ключевые слова: композит, ацетат целлюлозы, диацетат, степень ацетилирования, пластификация, древесная мука, биоразложение.

RESEARCH OF THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE MATERIALS WITH A POLYMER PHASE OF CELLULOSE DIACETATE AND WOOD FLOUR

The purpose of this work was to study the effect of the content of wood flour on the properties of composites with a polymeric phase of cellulose acetate with a degree of substitution of 1.8 (45.3 wt.% bound acetic acid). Cellulose acetates with various degrees of acetylation were obtained by alkaline hydrolysis of the initial cellulose triacetate with a degree of substitution of 2.4 (54.4 wt.% of bound acetic acid). For the plasticization of cellulose acetates, the plasticizers triacetin and tributyl phosphate were used. The mixing of cellulose acetate with plasticizers was carried out in a laboratory mill, the mixing of plasticized acetate with wood flour was carried out by rolling. To assess the effect of the content of wood flour on the physical and mechanical properties of the composite material, an experimental plan was developed with different amounts of wood flour. For the resulting composites, the following physical and mechanical properties were determined: density, flexural strength, Brinell hardness, compressive modulus, elasticity number, plasticity, impact strength, water absorption in 30 days, biodegradation in 90 days. For properties, experimental-statistical dependences on the content of wood flour in the composite were established. We also compared the properties of composites with a polymeric phase of cellulose diacetate with identical compositions based on cellulose triacetate. The results obtained show the effect of the degree of substitution of cellulose acetate on the properties of composites, which is of interest for further study of composites with a polymer phase of cellulose acetates with different degrees of substitution.

Key words: composite, cellulose acetate, degree of acetylation, plasticization, wood flour.