Древесно-полимерные композиты на основе поливинилхлорида, армированные хризотиловым асбестом
https://doi.org/10.17277/jamt-2025-10-01-049-056
Аннотация
Проблема усиления древесно-полимерных композитов (ДПК) в настоящее время решается путем введения в их состав связующих агентов, улучшающих адгезию между древесным наполнителем и полимером. Однако введение подобных добавок неспособно усилить данные композиты в той степени, чтобы применять их в новых областях строительства. Наполнение композиционных материалов волокнистыми модификаторами показывает свою высокую эффективность. В данной работе изучалось влияние хризотил-асбестовых волокон различной длины на физико-механические характеристики древесно-полимерных композитов на основе поливинилхлорида (ПВХ). Исследования показали, что наиболее эффективными для усиления ДПК являются волокна длиной 2 мм, при этом прочность при растяжении увеличилась на 25 %, при изгибе – на 38 %, а модуль упругости при растяжении увеличивается в два раза. Кроме того, выявлено снижение показателей водопоглощения и истираемости, причем данный эффект в большей степени выражен для составов с более длинными волокнами. Оптимальное содержание асбеста составило 7,5 м.ч. для всех длин волокон. Предлагаемые составы ДПК на основе ПВХ позволяют расширить ассортимент изделий на их основе, в том числе и в области конструкционных пластмасс.
Ключевые слова
Об авторах
А. Г. ХантимировРоссия
Хантимиров Аяз Габдрашитович, кандидат технических наук, старший преподаватель
ул. Зеленая, 1, Казань, 420043
Л. А. Абдрахманова
Россия
Абдрахманова Ляйля Абдулловна, доктор технических наук, профессор
ул. Зеленая, 1, Казань, 420043
А. М. Исламов
Россия
Исламов Анвар Махмутович, кандидат технических наук, доцент
ул. Зеленая, 1, Казань, 420043
Р. К. Низамов
Россия
Низамов Рашит Курбангалиевич, доктор технических наук, профессор
ул. Зеленая, 1, Казань, 420043
Е. А. Сучкова
Россия
Сучкова Екатерина Андреевна, студент
ул. Зеленая, 1, Казань, 420043
Список литературы
1. Sadikova DF, Valeeva AR, Gimranova AR, Gotlib EM. Epoxy and polyvinyl chloride materials for flooring with synthetic wollastonite based on rice husk ash. Polimery v stroitel′stve: nauchnyy internet-zhurnal. 2024;12(1):64-66 (In Russ.)
2. Vdovin EA, Bulanov PE, Zhuravlev IV. The effect of cellulose stabilizing additives on the physical and mechanical characteristics of bitumen. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel′nogo universiteta. 2022;(3(61)):103-109. DOI:10.52409/20731523_2022_3_103 (In Russ.)
3. Gotlib EM, Tverdov ID, Galimov ER, Dolgova AV, Gimranova AR. Comparison of modifying action in epoxy compositions of diopside containing fillers based on technogenic and vegetable raw materials. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel′nogo universiteta. 2023;(3(65)):36-44. DOI:10.52409/20731523_2023_3_36 (In Russ.)
4. Valiev AI, Sulejmanov AM. Study of deformability, creep behavior of fiberglass plastics externally reinforced with carbon plastics. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel′nogo universiteta. 2024;67(1):6-13. DOI:10.48612/NewsKSUAE/67.1 (In Russ.)
5. Bazan P, Mierzwiński D, Bogucki R, Kuciel S. Bio-based polyethylene composites with natural fiber: mechanical, thermal, and ageing properties. Materials. 2020;13(11):2595. DOI:10.3390/ma13112595
6. Khuziakhmetova KR, Islamov AM, Abdrakhmanova LA, Nizamov RK. Features of PVC/ABS compositions filling. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologiy. 2022;84(1(91)):252-258. DOI:10.20914/2310-1202-2022-1-252-258 (In Russ.)
7. Chen JX, Guan SJ, Zhang SH, Zheng JJ, et al. Development of basalt fiber reinforced wood-plastic composite materials. Advanced Materials Research. 2011;189-193:4043-4048. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.189-193.4043
8. Kufel A, Kuciel S. Basalt/wood hybrid composites based on polypropylene: morphology, processing properties, and mechanical and thermal expansion performance. Materials. 2019;12(16):2557. DOI:10.3390/ma12162557
9. Durmaz S, Erdil YZ, Avcı E. Screw withdrawal resistance and surface roughness of woven carbon and glass fiber-reinforced wood-plastic composites. Bio Resources. 2020;15(1):1894-1903. DOI:10.15376/biores.15.1.1894-1903
10. Zolfaghari A, Behravesh AH, Adli A. Continuous glass fiber reinforced wood plastic composite in extrusion process: mechanical properties. Materials & Design. 2013;51:701-708. DOI:10.1016/j.matdes.2013.04.082
11. Seo Y-R, Bae S-U, Kim B-J, Lee M, Wu Q. Hybrid effects of carbon fiber and nanoclay as fillers on the performances of recycled wood-plastic composites. BioResources. 2020;15(4):7671-7686. DOI:10.15376/biores.15.4.7671-7686
12. Yu M, Mao H, Huang R, Ge Z, et al. Mechanical and thermal properties of r-high density polyethylene composites reinforced with wheat straw particleboard dust and basalt fiber. International Journal of Polymer Science. 2018;2018:1-10. DOI:10.1155/2018/5101937
13. Zhang J, Wang H, Ou R, Wang Q. The properties of flax fiber reinforced wood flour/high density polyethylene composites. Journal of Forestry Research. 2018;29(2):533-540. DOI:10.1007/s11676-017-0461-0
14. Gorbachev AV, Fayzullin IZ, Volfson SI. Development of polymer composites based on polypropylene and modified rice husks for the construction industry. Polimery v stroitel′stve: nauchnyy internetzhurnal. 2024;1(12):125-128 (In Russ.)
15. Matseevich TA, Popova MN, Matseevich AV, Kazantseva VV, et al. Relaxation properties of the composite material based on polypropylene containing asbestos as a filler. Plasticheskie massy = International Polymer Science and Technology. 2014;5:50-53 (In Russ.)
16. Sun SW, Luo JL, Li QY, Hao F. Dispersion of chrysotile fibers in wood-plastic composite. Advanced Materials Research. 2011;347-353:4089-4092. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.347-353.4089
17. Jeamtrakull S, Kositchaiyong A, Markpin T, Rosarpitak V, Sombatsompop N. Effects of wood constituents and content, and glass fiber reinforcement on wear behavior of wood/PVC composites. Composites Part B: Engineering. 2012;43(7):2721-2729. DOI:10.1016/j.compositesb.2012.04.031
18. Kargar M, Behravesh AH, Mohammad Taheri H. Experimental investigation on mechanical properties of extruded foamed PVC wood composites reinforced with continuous glass fibers. Polymer Composites. 2016;37(6): 1674-1680. DOI:10.1002/pc.23340
19. Jiang L, Fu J, Liu L, Du P. Wear and thermal behavior of basalt fiber reinforced rice husk/polyvinyl chloride composites. Journal of Applied Polymer Science. 2021;138(13):50094. DOI:10.1002/app.50094
20. Khantimirov AG, Abdrakhmanova LA, Nizamov RK, Khozin VG. Wood-polymer composites based on polyvinyl chloride reinforced with basalt fiber. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturnostroitel′nogo universiteta. 2022;(3):75-81. DOI:10.52409/20731523_2022_3_75 (In Russ.)
21. Khantimirov AG, Abdrakhmanova LA, Khozin VG. Filling of wood-polymer compositions with basalt fibers. Izvestiya vuzov. Stroitel′stvo = News of higher educational institutions. Construction. 2022;766(10):5-13. DOI:10.32683/0536-1052-2022-766-10-5-13(In Russ.)
22. Wang L, He C. Thermal and wear behavior of three inorganic fiber-reinforced wood-plastic composites in simulated soil aging conditions. Polymer Testing. 2019;80:106129. DOI:10.1016/j.polymertesting.2019.106129
23. Ashori A, Kiani H, Mozaffari SA. Mechanical properties of reinforced polyvinyl chloride composites: effect of filler form and content. Journal of Applied Polymer Science. 2011;120(3):1788-1793. DOI:10.1002/app.33378
24. Khantimirov AG, Abdrakhmanova LA, Nizamov RK. Wood-polymer composites based on polyvinyl chloride using wood waste. Polimery v stroitel′stve: nauchnyy internet-zhurnal. 2022;(1(10)):69-74. (In Russ.)
25. Perepelkin KE. Reinforcing fibers and fibrous polymer composites. Saint Peterburg: Naucnye Osnovyi Technologii; 2009. 379 p. (In Russ.)
26. Katz GS, Milevsky ID. Fillers for polymer composite materials: a reference guide. Moscow: Khimiya; 1981. 736 p. (In Russ.)
27. Svergunov PV. The relationship of the fibrillar structure of chrysotile asbestos with its fractional composition. Izvestiya Ural′skogo gosudarstvennogo gornogo universiteta. 2003;2:71-74. (In Russ.)
28. Kitaytsev AV. Technology of thermal insulation materials. Moscow: Stroyzdat; 1970. 384 p. (In Russ.)
29. Zaikin AE, Galikhanov MF. Fundamentals of creating polymer composite materials. Kazan: Kazan State Technical University; 2001. 140 p. (In Russ.)
30. Wang Q, Kaliaguine S, Ait Kadi A. Catalytic grafting: a new technique for polymer-fiber composites I. Polyethylene-asbestos composites. Journal of Applied Polymer Science. 1992;44(6):1107-1119. DOI:10.1002/app.1992.070440620
31. Khuziakhmetova K, Islamov A, Abdrakhmanova L, Nizamov R. Compositions based on polymer blend polyvinyl chloride/acrylonitrile butadiene styrene and basalt fiber fillers. Izvestiya vuzov. Stroitel′stvo = News of higher educational institutions. Construction. 2022;762(6): 46-55. DOI:10.32683/0536-1052-2022-762-6-46-55 (In Russ.)
32. Valieva DM, Mursalimova DR, Khuziakhmetova KR. Rheological properties of compositions based on polyvinyl chloride. Polimery v stroitel′stve: nauchnyy internet-zhurnal. 2024;12(1): 118-120. (In Russ.)
33. Yakovlev GI, Polyanskikh IS, Saidova ZS, Kuzmina NV. A complex additive for silicate composite materials and a method of its preparation. Russian Federation patent 2,768,884. 11 October 2021. (In Russ.)
34. Saidova Z, Yakovlev G, Orbán Z, Grakhov V, et al. Cement compositions modified with dispersed magnesium silicate dihydrate- and carbon-based additives. Construction Materials. 2022;2(2):101-113. DOI:10.3390/constrmater2020008
Рецензия
Для цитирования:
Хантимиров А.Г., Абдрахманова Л.А., Исламов А.М., Низамов Р.К., Сучкова Е.А. Древесно-полимерные композиты на основе поливинилхлорида, армированные хризотиловым асбестом. Journal of Advanced Materials and Technologies. 2025;10(1):49-56. https://doi.org/10.17277/jamt-2025-10-01-049-056
For citation:
Khantimirov A.G., Abdrakhmanova L.A., Islamov A.M., Nizamov R.K., Suchkova E.A. Wood-polymer composites based on polyvinyl chloride reinforced with chrysotile asbestos. Journal of Advanced Materials and Technologies. 2025;10(1):49-56. https://doi.org/10.17277/jamt-2025-10-01-049-056
JATS XML















