Белгородские ученые разрабатывают композиционные материалы из натурального сырья

Ученые Белгородского государственного технологического университета имени В. Г. Шухова разработали состав и технологический способ получения композита на основе биоразлагаемого полимера и льняной костры. Его потребителями могут стать производители в области строительства, текстильной промышленности, медицины, сельского хозяйства, 3D-печати.

Полученный материал отличается коротким жизненным циклом и улучшенными физико-механическими характеристиками, его можно использовать в качестве альтернативы традиционным полимерам из нефти, газа и угля. Исследования выполнены на базе молодежной научно-исследовательской лаборатории «Разработка научно-технических основ создания полимерных систем из возобновляемого растительного сырья» кафедры теоретической и прикладной химии БГТУ, сообщает пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.

Биопластики с природными добавками, быстро разлагающиеся в естественных условиях и снижающие нагрузку на окружающую среду — перспективное направление в производстве полимерных композиционных материалов. Разработанный учеными БГТУ композит состоит из биоразлагаемой полимерной матрицы и натурального наполнителя. Матрицу получают из полимолочной кислоты, а наполнителем служит специальным образом обработанный порошок из льняной костры (стеблей льна), смешанный с уксусным ангидридом и серной кислотой. Изделия из полимолочной кислоты при компостировании полностью разлагаются на воду и углекислый газ за двадцать-девяносто дней, в то время как для разложения обычных пластиков требуется более ста лет.

Полученный композит превосходит существующие аналоги по физико-механическим характеристикам почти на тридцать процентов за счет повышения адгезии между матрицей и наполнителем. Модифицирование наполнителя предотвращает избыточное набухание материала при воздействии влаги, что является частой проблемой для композитов на основе природных волокон. Кроме того, процесс минимизирует потери воды во время получения композита, что гарантирует стабильность производственного процесса и воспроизводимость свойств конечного продукта.

Разработанный способ получения позволяет повышать процентное содержание натурального наполнителя, что напрямую способствует снижению себестоимости готовых изделий. Использование льняной костры — доступного, возобновляемого и биоразлагаемого побочного продукта сельскохозяйственной переработки — делает представленный композит не только экологичным, но и экономически выгодным решением.

«Мы изучаем взаимодействие полимерной матрицы и растительных наполнителей на молекулярном уровне, подбираем оптимальные рецептурные соотношения, модифицируем поверхности частиц, исследуем режимы температур и давления, чтобы добиться не только биоразлагаемости, но и высоких физико-механических характеристик. Этот процесс требует кропотливой работы, постоянного анализа результатов и совершенствования методики, но именно он позволяет создавать действительно конкурентоспособные и экологичные материалы, которые могут найти широкое применение в самых разных отраслях промышленности», — рассказала руководительница молодежной лаборатории «Разработка научно-технических основ создания полимерных систем из возобновляемого растительного сырья» Наталья Черкашина.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.