ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПЛАСТИФИЦИРОВАННОГО ПВХ И СОСНОВЫХ ОПИЛОК

Древесные опилки, образующиеся в процессах лесопиления и деревообработки, являются значимым типом отходов лесопромышленного комплекса, пригодным для использования в качестве наполнителей для полимерных композитов. Поливинилхлорид (ПВХ) является одним из самых распространенных пластиков. ПВХ, армированный волокнами природного происхождения, сочетает в себе жесткость и прочность, сохраняя возможность вторичной переработки. Несмотря на успешный опыт совместного использования ПВХ и древесных опилок для получения композиционных материалов, представляет интерес нахождение закономерностей влияния содержания наполнителя (сосновых опилок) и пластификатора (ДБФ) на свойства таких материалов, чему и посвящена настоящая работа. Полученные результаты свидетельствуют о возможности регулирования физико-механических свойств композитов на основе поливинилхлорида путем изменения содержания в них сосновых опилок и дибутилфталата (ДБФ). В целом композиты на основе пластифицированного ПВХ и сосновых опилок характеризуются высоким уровнем физико-механическим свойств. Установлено, что твердость по Бринеллю, модуль упругости при сжатии и прочность при изгибе увеличиваются с ростом содержания в композитах сосновых опилок. При высоких степенях наполнения полимерной фазы сосновыми опилками и использовании относительно больших количеств ДБФ наблюдается взаимоусиливающее действие компонентов, приводящее к увеличению твердости, жесткости и прочности материала. Увеличение содержания ДБФ, обеспечивающее лучшее распределение наполнителя и меньшее количество не укрытых полимерной фазой пор и трещин на поверхности материала приводит к снижению водопоглощения и повышению водостойкости композита. Увеличение содержания гидрофильного лигноцеллюлозного наполнителя в композите приводит к увеличению водопоглощения.

Ключевые слова: композит, ПВХ, пластификатор, сосновые опилки, дибутилфталат, механические свойства

RESEARCH OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITES BASED ON PLASTIFIED PVC AND PINE SAWDUST

Sawdust generated in sawmilling and woodworking processes is a significant type of waste from the timber industry, suitable for use as fillers for polymer composites. Polyvinyl chloride (PVC) is one of the most common plastics. PVC, reinforced with natural fibers, combines rigidity and strength, while maintaining the possibility of recycling. Despite the successful experience of using PVC and sawdust together to produce composite materials, it is of interest to find patterns in the influence of the content of filler (pine sawdust) and plasticizer (DBP) on the properties of such materials, which is the focus of this work. The results obtained indicate the possibility of regulating the physical and mechanical properties of composites based on polyvinyl chloride by changing the content of pine sawdust and dibutyl phthalate (DBP) in them. In general, composites based on plasticized PVC and pine sawdust are characterized by a high level of physical and mechanical properties. It was found that Brinell hardness, compressive modulus of elasticity and bending strength increase with increasing content of pine sawdust in the composites. At high degrees of filling of the polymer phase with pine sawdust and the use of relatively large quantities of DBP, a mutually reinforcing effect of the components is observed, leading to an increase in the hardness, rigidity and strength of the material. An increase in the DBP content, which ensures better distribution of the filler and a smaller number of pores and cracks on the surface of the material not covered by the polymer phase, leads to a decrease in water absorption and an increase in the water resistance of the composite. An increase in the content of hydrophilic lignocellulosic filler in the composite leads to an increase in water absorption.

Key words: composite, PVC, plasticizer, pine sawdust, dibutyl phthalate, mechanical properties.