Влияния содержания бересты в пресс-сырье на свойства пластика без связующих на основе березовых опилок

Были получены образцы пластика без связующего (ПБС) на основе древесного наполнителя с различным соотношением бересты березы. Образцы ПБС прессовались в герметичной пресс-форме под давлением 40 МПа и температуре 180 °С с последующим ее охлаждением без снятия давления до 40 °С. У полученных образцов были исследованы показатели плотности, прочности при изгибе, модуля упругости при изгибе, твердости по Бринеллю, ударной вязкости, водопоглощения и разбухания за 24 ч, биостойкости по отношению к почво-грунту за 90 суток и активному грунту за 105 суток. Также осуществлялась оценка гидрофобности по краевому углу смачивания. На основании полученных результатов испытаний было установлено рациональное соотношение пресс-композиции на основе березовых опилок с добавлением бересты 50%. При данном соотношении достигаются следующие показатели материала: плотность – 909 кг/м³ ; модуль упругости – 1566 МПа; прочность при изгибе – 8,9 МПа; твердость по Бринеллю – 17 МПа; ударная вязкость – 3,818 кДЖ/м² ; водопоглощение за 24 ч – 32%; разбухание – 7%. Выявлена зависимость роста биостойкости ПБС с увеличением содержания бересты в пресс-материале, что объясняется ее высокой гидрофобностью и антисептическими свойствами.

1. Артёмов А.В., Ершова А.С., Савиновских А.В. и др. Исследование биоразлагаемости древесных пластиков без добавления связующих на основе древесины березы // Системы. Методы. Технологии. 2022. № 3(55). С. 92–97. DOI: 10.18324/2077-5415-2022-3-92-97.

2. Артёмов А.В., Савиновских А.В., Бурындин В.Г. Модуль упругости при изгибе как показатель физико-механических свойств древесных пластиков без добавления связующих // Системы. Методы. Технологии. 2021. № 1(49). С. 67–71. DOI: 10.18324/2077-5415-2021-1-67-71

3. Базарнова Н.Г., Галочкин А.И., Крестьянников В.С. Влияние гидротермической обработки древесины на свойства древесных прессованных материалов // Химия растительного сырья. 1997. № 1. С. 11–16.

4. Базарнова Н.Г., Галочкин А.И., Крестьянников В.С. Влияние мочевины на свойства прессованных материалов из древесины, подвергнутой гидротермической обработке // Химия растительного сырья. 1997. № 1. С. 17–21.

5. Бурындин В.Г., Артёмов А.В., Савиновских А.В. и др. Исследование получения древесных пластиков без добавления связующих на основе древесины лиственных пород в присутствии катализаторов типа полиоксометаллатов // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 2(46). С. 70–75. DOI: 10.18324/2077-5415-2020-2-70-75.

6. Бурындин В.Г., Бельчинская Л.И., Савиновских А.В. и др. Изучение получения древесных и растительных пластиков без связующих в присутствии катализаторов типа полиоксометаллатов // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, № 1(29). С. 128–134. DOI: 10.12737/article_5ab0dfc1e37185.35527284.

7. Васильев В. В. Кора берёзы – ценное сырьё для химической переработки // Древесные плиты и фанера: теория и практика: матер. XXVI Всерос. науч.- практич. конференции, Санкт-Петербург, 21–22 марта 2023 года. СПб.: СПбГЛТУ, 2023. С. 48–52.

8. Глухих В.В., Шкуро А.Е., Артёмов А.В. и др. Математическое планирование экспериментов и анализ их результатов с применением компьютерных программ: учеб. пособие; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский государственный лесотехнический университет. Екатеринбург: Уральский государственный лесотехнический университет, 2023. 104 с.

9. Ершова А.С., Артёмов А.В., Савиновских А.В. и др. Влияние вида сырья на свойства древесных пластиков без добавления связующих // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 3(47). С. 74–80. DOI: 10.18324/2077-5415-2020-3-74-80.

10. Иванов Д.В., Рябинков А.А., Орехов Е.В. Аспекты изготовления древесноволокнистых плит без использования синтетических смол // Древесные плиты и фанера: теория и практика: матер. XXIV Всерос. науч.-практич. конференции, Санкт-Петербург, 17–18 марта 2021 года. СПб.: Политех-пресс, 2021. С. 79–86.

11. Криворотова А.И., Эскин В.Д. Исследование способов и режимов переработки шишки сосны сибирской при изготовлении декоративного композиционного материала // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. 40, № 5. С. 430–438. DOI: 10.53374/1993-0135-2022-5-430-438.

12. Кузнецова С.А., Кузнецов Б.Н., Скурыдина Е.С. и др. Синтез и свойства биокомпозитных удобрений на основе мочевины и коры березы // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2013. Т. 6, № 4. С. 380–393.

13. Микрюкова Е.В., Седых М.А. Облегченные древесные плитные материалы с внутренним заполнением из картонных гильз // Деревообрабатывающая промышленность. 2019. № 2. С. 24–30.

14. Минин А.Н. Технология пьезотермопластиков. М.: Лесн. пром-сть, 1965. 296 с.

15. Мичуров Д.М., Шаркова А.С., Шкуро А.Е., Кривоногов П.С. Исследование смачиваемости и водопоглощения композитов с полимерной фазой полилактида и опилками бука // Деревообрабатывающая промышленность. 2023. № 3. С. 121–127.

16. Петри В.Н. и др. Плитные материалы и изделия из древесины и других одресневевших остатков без добавления связующих. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 360 с.

17. Просвирников Д.Б., Сафин Р.Р., Козлов Р.Р. Оценка влияния условий каталитической непрерывной паровзрывной активации древесины на физико-эксплуатационные свойства плитных древесных композиционных материалов на основе активированных волокон // Деревообрабатывающая промышленность. 2020. № 2. С. 35–49.

18. Сафина А.В., Зарипов Р.М. Проект производства декоративной щепы из отходов деревообрабатывающего комплекса // Деревообрабатывающая промышленность. 2023. № 2. С. 36–45.

19. Солечник Н.Я., Наткина Л.Н., Коромыслова Т.С. и др. О получение древесного пластика без связующего // Деревообрабатывающая промышленность. 1963. № 3. С. 15–17.

20. Судакова И.Г., Гарынцева Н.В., Иванов И.П. и др. Выделение и применение суберина из бересты коры березы // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2012. Т. 5, № 2. С. 168–177.

21. Artemov A.V., Buryndin V.G., Krivonogov P.S. et al. An Investigation of Complexes of Lignin Found in Plant Raw Materials as a Natural Binder in Obtaining Plastic in Closed Molds // Polym. Sci. Ser. D. 2023. No 16. P. 278–284.

22. Barmina I. et al. The Effect of Birch-Bark Addition on the Elemental Composition and Combustion Characteristics of Different Types of Biomass Pellets //Chemical engineering. 2014. Vol. 39. P. 1525–1530.

23. Blondeau D. et al. Antimicrobial activity and chemical composition of white birch (Betula papyrifera Marshall) bark extracts // Microbiologyopen. 2020. Vol. 9, no. 1. P. e00944.

24. Godiņa D. et al. Stability studies of bioactive compounds from birch outer bark ethanolic extracts // Key Engineering Materials. 2018. Vol. 762. P. 152–157.

25. Hordyjewska A. et al. Betulin and betulinic acid: Triterpenoids derivatives with a powerful biological potential // Phytochemistry Reviews. 2019. Vol. 18. P. 929–951. DOI: 10.1007/s11101-019-09623-1

26. Jonnalagadda S.C. et al. Recent developments on the synthesis and applications of betulin and betulinic acid derivatives as therapeutic agents // Studies in Natural Products Chemistry. 2017. Vol. 53. P. 45–84. DOI: 10.1016/B978-0-444-63930-1.00002-8

27. Page A. et al. Processing possibilities of birch outer banks into green biocomposites // Environment. Technologies. Resources: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. 2017. Vol. 3. P. 249–253.

28. Paze A. et al. Development of Plywood Binder by Partial Replacement of Phenol-Formaldehyde Resins with Birch Outer Bark Components // Key Engineering Materials. 2021. Vol. 903. P. 229–234.

29. Rizhikovs J. et al. Characterization of suberinic acids from birch outer bark as bio-based adhesive in wood composites // International Journal of Adhesion and Adhesives. 2022. Vol. 112. P. 102989. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2021.102989.

30. Scheffler A. The wound healing properties of betulin from birch bark from bench to bedside // Planta medica. 2019. Vol. 85, no. 07. P. 524–527. DOI: 10.1055/a-0850-0224.

31. Valiullina A.I., Grachev A.N., Valeeva A.R. et al. The Use of Biopolyols Obtained from Liquid Birch Sawdust Pyrolysis Products as a Renewable Component in the Production of Rigid Polyurethane Foams // Polymer Science, Series D. 2022. Vol. 15, no. 2. P. 300–305. DOI: 10.1134/S1995421222020307