ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПЕРЕРАБОТКИ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ АЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ДРЕВЕСНОЙ МУКИ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

В настоящее время активно проводятся исследования с целью уменьшения количества пластиковых отходов. Одним из направлений этих исследований является получение биоразлагаемых полимерных композитов с использованием полимеров природного происхождения. Композиты, на основе производных целлюлозы и лигноцеллюлозных наполнителей, до сих пор малоизучены. Наиболее распространенным методом переработки таких композитов является экструзия. Однако этот метод имеет недостатки. Способом преодоления этих недостатков может стать применение метода горячего прессования. В настоящей работе было изучено влияние параметров процесса горячего прессования и компонентного состава материала на свойства изделий, изготовленных из композитов с полимерной фазой ацетата целлюлозы и древесной мукой. Для поиска закономерностей изменения свойств и определения оптимальных технологических параметров получения методом горячего прессования изделий из композитов с полимерной фазой ацетата целлюлозы был составлен и реализован план эксперимента Плэккетта-Бермана. В результате были получены экспериментально-статистические модели свойств композитов. Также было выявлено, что температура и давление горячего прессования являются ключевыми параметрами, от которых зависит большинство изученных свойств композитов.Для показателей твердости, плотности, модуля упругости при сжатии и ударной вязкости расчётные значения не отклоняются от фактического результата более чем на 5 %, что свидетельствует о высокой точности разработанных моделей. Для показателей прочности при изгибе, пластичности и водопоглощения расхождение расчётных значений и фактического результата незначительно превышает 5%. С использованием полученных закономерностей была определена оптимальная рецептура композита с полимерной фазой пластифицированного ацетата целлюлозы и древесной мукой.

Ключевые слова: композиты, ацетат целлюлозы, пластификаторы, древесная мука, вальцевание, оптимизация, технологические параметры.

OPTIMIZATION OF TECHNOLOGICAL MODES FOR PROCESSING COMPOSITES BASED ON CELLULOSE ACETATE AND WOOD FLOUR

Currently, research is being actively carried out to reduce the amount of plastic waste. One of the directions of this research is the production of biodegradable polymer composites using polymers of natural origin. Composites based on cellulose derivatives and lignocellulosic fillers are still poorly studied. The most common method for processing such composites is extrusion. However, this method has disadvantages. A way to overcome these disadvantages may be to use the hot pressing method. In this work, the influence of the parameters of the hot pressing process and the component composition of the material on the properties of products made from composites with the polymer phase of cellulose acetate and wood flour was studied. To search for patterns of changes in properties and determine the optimal technological parameters for producing by hot pressing products from composites with a polymer phase of cellulose acetate, a Plackett-Berman experimental plan was drawn up and implemented. As a result, experimental and statistical models of the properties of composites were obtained. It was also revealed that hot pressing temperature and pressure are key parameters on which most of the studied properties of composites depend. For the indicators of hardness, density, compressive elastic modulus and impact strength, the calculated values do not deviate from the actual result by more than 5%, which indicates the high accuracy of the developed models. For indicators of bending strength, ductility and water absorption, the discrepancy between the calculated values and the actual result slightly exceeds 5%. Using the obtained patterns, the optimal formulation of a composite with a polymer phase of plasticized cellulose acetate and wood flour was determined.

Key words: composites, cellulose acetate, plasticizers, wood flour, rolling, optimization, technological parameters