Формування глютинових біокомпозитних матеріалів, наповнених подрібненими стеблами зернових культур

Abstract

Проаналізовано результати впливу температурно-часових параметрів термічної обробки на міцність на стискання біокомпозитних матеріалів, композиції яких підсушували для регулювання вмісту вологості. Формування зразків відбувалося шляхом пресування підготовленої композиції з фіксованим вмістом вологості на основі водного розчину глютину та подрібнених стебел зернових культур. Надлишковий вміст вологості в композиції зменшували за рахунок обробки в тепловому полі за температури 50…60 °С протягом 20…30 хв. Основну термічну обробку проводили для пресованої композиції в прес-формі з фіксованим закріпленням пуансонів для уникнення пружної післядії за температури 150 °С протягом 30 хв з проміжним застосуванням додаткового стискання біоком­позитного матеріалу для ущільнення пористої структури, що утворюється в результаті випа­ровування води під впливом теплового поля. Вищу міцність на стискання мають біокомпозитні матеріали, що містять частинки стебел зернових культур з розміром фракції 0,5 мм за рахунок вищої здатності до ущільнення композиції. Визначено підвищення міцності біокомпозитних мате­ріалів у випадку оптимального видалення залишків води в кількості 20 % під час попередньої термічної обробки. Найвищу міцність на стискання мають біокомпозитні матеріали в результаті додаткової термічної обробки за температури 50 °С протягом 4 год, в результаті чого відбувається повільне видалення молекул води та формування жорсткого каркасу біополімерної матриці з максимальною кількістю фізико-хімічних звʼязків між компонентами. Підвищення темпе­ратури додаткової термічної обробки до 100 °С за умови зменшення тривалості витримки в теп­ловому полі до 3 год знижує межу міцності на стискання через деформацію ланцюгів макромолекул біополімерної матриці та часткового руйнування фізико-хімічних зв’язків. Розроблені біокомпозитні матеріали доцільно використовувати для виготовлення пакувальних елементів та тари.