Использование отходов лесопарковых зон для получения пластиков без добавления связующих веществ

Abstract

The possibility of obtaining plastic without adding a binder on the basis of wood waste (sawdust) and plant waste (fallen leaves of the forest park zones) by fl at hot pressing in closed molds, was investigated. Previously, the content of lignin, cellulose and ash in the initial press material was studied. The high content of lignin in fallen leaves suggests the possibility of their use as an additive to the fi ller for the production of plastic without a binder. To study the properties of WR-WP obtained on the basis of wood waste (sawdust) and forest park waste (fallen leaves), a two-factor experiment planning matrix was compiled. As independent factors, the percentages of foliage and granulometric composition of the original press composition were used. For the output parameters were adopted: strength indicators and indicators of water resistance of the resulting material. Physical and mechanical properties of the obtained plastics are estimated. The best physical and mechanical properties for bending strength were found in plastic based on sawdust and fallen leaves with a fraction of 0.7 mm and a percentage of 10 %. The best physical and mechanical properties for water resistance were found in plastic based on sawdust and fallen leaves with a fraction of 1.4 mm and a percentage of 30 %. Regression dependences of properties of wood and vegetable plastic on the content of fallen leaves in it are found. According to the obtained regression equations, the response surfaces of the studied properties on the magnitude of the varied factors were constructed. The optimal content of fallen leaves and sawdust was determined, allowing to obtain a material with acceptable technological properties, based on the conditions of the lowest (minimum) water absorption (the content of fallen leaves in the composition – 30 %) and the highest (maximum) bending strength (the content of fallen leaves – 10 %). To prove the obtained theoretical conditions of pressing the production of DP-BS with rational physical and mechanical properties, an experiment was conducted under these conditions. The obtained theoretical results show good convergence of the calculated and experimental data.

Исследована возможность получения пластика без добавления связующего на основе древесных отходов (древесного опила) и растительных отходов (опавших листьев лесопарковых зон) методом плоского горячего прессования в закрытых пресс-формах. Предварительно было исследовано содержание лигнина, целлюлозы и золы в исходном пресс-материале. Высокое содержание лигнина в опавшей листве позволяет говорить о возможности ее применения в качестве добавки к наполнителю для получения пластика без связующего. Для исследования свойств ДП-БС, полученных на основе древесных отходов (древесный опил) и отходов лесопарковых зон (опавшая листва), была составлена матрица планирования двухфакторного эксперимента. В качестве независимых факторов были использованы процентное содержание листвы и гранулометрический состав исходной пресс-композиции. За выходные параметры были приняты прочностные показатели и показатели по водостойкости получаемого материала. Оценены физико-механические свойства полученных пластиков. Наилучшие физико-механические свойства по прочности при изгибе были выявлены у пластика на основе древесного опила и опавших листьев фракцией 0,7 мм и процентным содержанием 10 %. Наилучшие физико-механические свойства по водостойкости были выявлены у пластика на основе древесного опила и опавших листьев фракцией 1,4 мм и процентным содержанием 30 %. Найдены регрессионные зависимости свойств древесного и растительного пластика от содержания в нем опавшей листвы. По полученным уравнениям регрессии были построены поверхности отклика изученных свойств от величины варьируемых факторов. Определено оптимальное содержание опавших листьев и древесного опила, позволяющее получать материал с приемлемыми технологическими свойствами исходя из условий наименьшего (минимального) водопоглощения (содержание опавшей листвы в композиции – 30 %) и наибольшей (максимальной) прочности при изгибе (содержание опавшей листвы – 10 %). Для доказательства полученных теоретических условий прессования ДП-БС с рациональными физико-механическими свойствами был проведен эксперимент при этих условиях. Полученные теоретические результаты показывают хорошую сходимость рассчитанных и экспериментальных данных.