СВОЙСТВА БИОРАЗЛАГАЕМОГО ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ ОЗОНИРОВАННОГО ДРЕВЕСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ И ПОЛИГИДРОКСИБУТИРАТА

Древесно-полимерные композиционные материалы имеют широкий спектр применения в различных отраслях промышленности, в частности, биоразлагаемые композиции можно применять в сельскохозяйственной отрасли для посадки растений с закрытой корневой системой. Такой метод высадки сельскохозяйственных культур позволяет более эффективно контролировать условия роста растений, уберечь корневую систему от повреждений, а также свести к минимуму стресс при пересадке. Наряду с предложенным материалом, для посадки часто используются пластиковые и торфяные емкости, однако пластик сильно загрязняет окружающую среду. Добыча торфа, для последующего применения при изготовлении материалов, также наносит значительный урон окружающей среде, такой как: снижение биологического разнообразия, уничтожение мест обитания, а также выбросы углекислого газа при эксплуатации торфяников. В сложившейся ситуации, важно искать устойчивые альтернативы, такие как биоразлагаемые горшки, которые позволят высаживать растения без повреждения корневой системы.

Целью данной работы является разработка биоразлагаемой тары для посадки растений на основе древесно-полимерного композита, изготовленного из полигидроксибутирата (ПГБ) и модифицированной озоном древесной муки. Для получения изделия с заданной скоростью биоразложения в полимерную матрицу вводится наполнитель в соотношении, обеспечивающем необходимую механическую прочность. При этом известно, что необработанная древесная мука имеет низкую адгезию к полимерной матрице и ее целесообразно модифицировать для улучшения физико-механических свойств.

В ходе работы проведены экспериментальные исследования по определению прочности при растяжении и прочности при изгибе, ударной вязкости и исследование по определению скорости биоразложения образцов. Результаты исследований показали, что предварительное озонирование древесной муки позволяет ввести в композит до 50% древесного наполнителя от общей массы состава без потери его механических свойств. При этом, в зависимости от содержания древесного наполнителя, срок разложения изделия можно регулировать в пределах от трех месяцев до полугода.

Ключевые слова: древесно-полимерный композит, полигидроксибутират, озонированный древесный наполнитель.

PROPERTIES OF A BIODEGRADABLE WOOD-POLYMER COMPOSITE BASED ON OZONATED WOOD FILLER AND POLYHYDROXYBUTYRATE

Wood-polymer composite materials have a wide range of applications in various industries, in particular, biodegradable compositions can be used in the agricultural industry for planting plants with a closed root system. This method of planting crops allows you to more effectively control the conditions of plant growth, protect the root system from damage, and minimize stress during transplantation. Along with the proposed material, plastic and peat containers are often used for planting, but plastic heavily pollutes the environment. Peat extraction, for subsequent use in the manufacture of materials, also causes significant damage to the environment, such as: reduction of biological diversity, destruction of habitats, as well as carbon dioxide emissions during the operation of peat bogs.In this situation, it is important to look for sustainable alternatives such as biodegradable pots that will allow plants to be planted without damaging the root system.

The purpose of this work is to develop biodegradable containers for planting plants based on a wood-polymer composite made of polyhydroxybutyrate (PHB) and ozone-modified wood flour. To obtain a product with a given rate of biodegradation, a filler is introduced into the polymer matrix in a ratio that provides the necessary mechanical strength. At the same time, it is known that untreated wood flour has low adhesion to the polymer matrix and it is advisable to modify it to improve its physical and mechanical properties.

In the course of the work, experimental studies were conducted to determine the tensile and bending strength, impact strength and a study to determine the rate of biodegradation of samples. The results of the research showed that the preliminary ozonation of wood flour makes it possible to introduce up to 50% of the wood filler from the total mass of the composition into the composite without losing its mechanical properties. At the same time, depending on the content of the wood filler, the decomposition period of the product can be adjusted from three months to six months.

Keywords: wood-polymer composite, polyhydroxybutyrate, ozonated wood filler.