Закономерности структурообразования композиционных материалов на основе пенополистирольных и лигносодержащих отходов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены вопросы, связанные с формированием структуры композиционных теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов. Исследовано влияние применения однокомпонентного и комбинированного органического наполнителя в составе композита методом ИК-спектрального анализа. Приведен механизм π-стэкинг-взаимодействия при образовании клеящей оболочки пенополистирольной гранулы. Рассмотрен процесс образования макроструктуры композита при введении органоминерального связующего. Для изучения влияния наноразмерных добавок на композиты приведены результаты термомеханических исследований по методу измерения деформации одноосного сжатия под влиянием непрерывно действующей нагрузки в условиях нагрева образца с постоянной скоростью. Установлена природа влияния модифицирующих пенополистирольных гранул на обеспечение плотной структуры материала. Введение модифицированных гранул пенополистирола обусловливает упорядочение матрицы композита за счет выстраивания комплексной структурообразующей системы, играющей роль каркаса. На основе древесно-растительных и пенополистирольных наполнителей получены составы теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов плотностью 250–600 кг/м3, теплопроводностью 0,035–0,135 Вт/(моС), прочностью при сжатии до 2,8–4,5 МПа, прочностью при изгибе до 1,5–2 МПа.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Е. Смирнова

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: smirnova.olj@yandex.ru

канд. техн. наук 

Россия, 630008, г. Новосибирск, ул. Ленинградская, 113

А. П. Пичугин

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

Email: gmunsau@mail.ru

д-р техн. наук, профессор 

Россия, 630008, г. Новосибирск, ул. Ленинградская, 113

Список литературы

  1. Хозин В.Г., Хританков В.Ф., Пичугин А.П. Роль стройиндустрии в становлении циркулярной экономики промышленных регионов России // Строительные материалы. 2021. № 1–2. С. 6–12. EDN: FVBKYO. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-788-1-2-6-12
  2. Arzhakova O.V., Yarysheva A.Yu., Nazarov A.I., Dolgova A.A., Volynskii A.L. Preparation of a new hard-elastic polymeric material based on ultra-high-molecular-weight polyethylene // Doklady Physical Chemistry. 2023. Т. 510. № 2. С. 100–105. EDN: ZCVZFY. https://doi.org/10.1134/s0012501623600067
  3. Elesin M.A., Mashkin N.A., Khritankov V.F., Karmanovskaya N.V. Analysis of creep of wood-polymer composites // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. Т. 1079. № 4. С. 042022. EDN: MKHJGC. https://doi.org/10.1088/1757-899x/1079/4/042022
  4. Сазанов Ю.Н. Лигнин-полимерные композиты // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2014. № 5 (341). С. 153–172. EDN: SWKEEL
  5. Чернов В.Ю., Шарапов Е.С., Мальцева Е.М., Пегушина Е.Н. Исследование влияния термической модификации древесины на адгезионные и прочностные свойства древесно-цементной композиции // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 9. С. 1394–1407. EDN: EILILM. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2023.9.1394-1407
  6. Волынский А.Л. Структурно-механические особенности стеклообразного состояния аморфных полимеров. М.: ООО «Издательский дом КДУ», Добросвет, 2020. 54 с. EDN: YLACZJ. https://doi.org/10.31453/kdu.ru.91304.0106
  7. Соломатов В.И., Выровой В.Н., Селяев В.П. Полиструктурная теория композиционных строительных материалов. Ташкент: Издательство «Фан» АН Республики Узбекистан, 1991. 345 с. EDN: RXBAPD
  8. Pichugin A., Pchelnikov A., Smirnova O., Tkachenko S. Influence of Surface Tension Forces of Modifiers on Some Properties of Composite Materials // Proceedings of the 6th International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety. ICCATS 2022. Lecture Notes in Civil Engineering, 2023. Vol. 308. Springer, Cham. EDN: IWSGGS. https://doi.org/10.1007/978-3-031-21120-1_26
  9. Горностаева Е.Ю., Ласман И.А., Федоренко Е.А., Камоза Е.В. Древесно-цементные композиции с модифицированной структурой на макро-, микро- и наноуровнях // Строительные материалы. 2015. № 11. С. 13–16. EDN: VCIDVJ
  10. Патент РФ 2790089. Способ получения легкого гранулированного материала / Пичугин А.П., Хританков В.Ф., Смирнова О.Е. Заявл. 29.11.2021. Опубл. 14.02.2023. EDN: FIZHAM
  11. Кузнецов В.П., Баумгартэн М.И. Адгезия в клеевом соединении: адгезия с позиции теории прочности // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2014. № 4 (104). С. 97–102. EDN: SJFWKF
  12. Смирнова О.Е., Пичугин А.П., Хританков В.Ф. Адгезионная прочность в структуре композиционных материалов на основе органического сырья // Строительные материалы. 2024. № 5. С. 17–21. EDN: ISJUZJ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-824-5-17-21
  13. Hill C., Altgen M., Rautkari L. Thermal modification of wood — a review: chemical changes and hygroscopicity // Journal of Materials Science. 2021. Vol. 56. Iss. 11, pp. 6581–6614. EDN: LIWEWD. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05722-z
  14. Лапидус А.А., Федосов С.В., Булгаков Б.И., Петрухин А.Б., Кеневеи Э. Энергосберегающая технология производства конструкционно-теплоизоляционного арболита на основе биомассы для развивающихся стран (на примере Республики Чад) // Строительное производство. 2024. № 2. С. 100–107. EDN: BYGBZY

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Ранжирование органического сырья по критерию содержания лигнина

Скачать (112KB)
3. Рис. 2. ИК-спектры однокомпонентного (a) и комбинированного (b) органических наполнителей

Скачать (113KB)
4. Рис. 3. Введение модифицированных гранул: a – беспрессовый пенополистирол; b – гранула пенополистирола, обработанная 60% водным раствором диметилкетона; c – композиционный материал на основе древесно-растительных отходов и пенополистирола

Скачать (118KB)
5. Рис. 4. Механизм π-стэкинг-взаимодействия при образовании клеящей оболочки гранулы

Скачать (71KB)
6. Рис. 5. Схема образования макрокластера: 1 – модифицированный слой; 2 – частицы органического заполнителя; 3 – контактные зоны

Скачать (128KB)
7. Рис. 6. Микрофотографии образования макрокластера: a – модифицированная гранула пенополистирола; b – перекрытие граничных слоев в зоне взаимодействия клеящей оболочки полистирольной гранулы с частицами наполнителя; c – контактная зона замкнуто-разветвленного макро-кластера

Скачать (175KB)
8. Рис. 7. Влияние модификации полимерсиликатного связующего введением наноразмерных добавок: 1 – кремнезоль; 2 – Tuball; 3 – без добавок

Скачать (57KB)
9. Рис. 8. Влияние модификации полимерсиликатного связующего введением наноразмерных добавок (кремнезоль): 1 – без добавок; 2 – кремнезоль 0,05%; 3 – кремнезоль 0,1%

Скачать (60KB)

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025