Биоразлагаемые композиционные материалы на основе ацетата целлюлозы

Abstract

This paper discusses wood-fi lled cellulose acetates’ biodegradation dynamics and physical and mechanical properties. Cellulose acetate with a degree of substitution of 2,65 was used as a polymeric phase to prepare composite materials. Glycerol triacetate (triacetin) and triphenyl ester of phosphoric acid (triphenyl phosphate) were used as plasticizers; wood fl our grade 180 was used as a fi ller. Cellulose acetate plasticization and further mixing with fi ller were carried out by rolling. Following properties of wood-fi lled cellulose acetates were determined: density, fl exural strength, Brinell hardness, compressive modulus, plasticity, tensile strength, impact strength, water absorption for seven days weight loss after exposure to active soil for 75 days. Thus, with an increase in wood fl our content in the sample’s composition, an increase in hardness, density, modulus of elasticity in compression, and water absorption is observed. At the same time, a decrease in the plasticity index of the material is observed. Furthermore, the dependence of the impact strength on the wood fl our content is extreme. The maximum impact strength value has plasticized cellulose acetate containing 30 wt. % wood fl our Samples of wood-fi lled cellulose acetates also offer a signifi cantly higher rate of biodegradation in active soil unfi lled samples. The dependence of the weight loss index after exposure in the active soil for 75 days on wood fl our content is described by the equation y = 3,19e0,01x (R² = 0,76).

В данной статье обсуждается динамика биоразложения, а также физико-механические свойства ацетатов целлюлозы, наполненной древесиной. Ацетат целлюлозы со степенью замещения 2,65 использовали в качестве полимерной фазы для приготовления композиционных материалов. В качестве пластификаторов применяли триацетат глицерина (триацетин) и трифениловый эфир фосфорной кислоты (трифенилфосфат); в качестве наполнителя – древесную муку марки 180. Пластификацию ацетата целлюлозы и дальнейшее смешивание с наполнителем осуществляли прокаткой. Определены следующие свойства ацетатов древеснонаполненной целлюлозы: плотность, прочность на изгиб, твердость по Бринеллю, модуль сжатия, пластичность, прочность на разрыв, ударная вязкость, водопоглощение в течение семи суток, потеря массы после воздействия активного грунта в течение 75 сут. Таким образом, с увеличением содержания древесной муки в составе образца наблюдается увеличение твердости, плотности, модуля упругости при сжатии и водопоглощения. При этом наблюдается снижение показателя пластичности материала. Кроме того, зависимость ударной вязкости от содержания древесной муки чрезвычайно велика. Максимальное значение ударной вязкости имеет пластифицированный ацетат целлюлозы, содержащий 30 мас. % древесной муки. Образцы ацетатов целлюлозы с древесным наполнителем также демонстрируют значительно более высокую скорость биоразложения в незаполненных образцах активной почвы. Зависимость индекса потери массы после выдержки в активной почве в течение 75 сут от содержания древесной муки описывается уравнением y = 3,19e0,01x (R2 = 0,76).