Исследование физико-химических и механических свойств композиционных материалов на основе лигносульфонатов

Возрастающие темпы строительства в России и повышающиеся экологические требования к строительным материалам приводят к необходимости поиска новых решений для создания уникальных материалов и вовлечения дополнительных ресурсов. Проведенный анализ научно-технической литературы и лабораторные исследования показали, что одним из перспективных источников сырья для производства композиционных строительных материалов могут быть лигносульфонаты. В связи с этим в работе исследован и обоснован способ получения композиционных материалов на основе лигносульфонатов. Установлено, что в полученных композициях лигносульфонаты выполняют роль как отвердителя, так и дисперсного наполнителя. Методом термогравиметрии доказано, что полученные композиции термически устойчивы. Результаты исследования физико-химических и механических свойств полученных образцов показали, что лигноэпоксидные композиционные материалы могут быть альтернативной заменой известным промышленным аналогам.

А.Е. ЖУЛАНОВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.С. ГЛУШАНКОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29)

1. Damien Breilly, Sami Fadlallah, Vincent Froidevaux, Antoine Colas, Florent Allais. Origin and industrial applications of lignosulfonates with a focus on their use as superplasticizers in concrete. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 301. 124065. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124065
2. Flatt R., Schober I. Understanding the rheology of concrete. Woodhead Publishing Limited. 2012. 364 r.
3. Li K., Geng X. Formaldehyde-free wood adhesives from decayed wood. Macromolecular Rapid Communications. 2005. Vol. 26, pp. 529–532. https://doi.org/10.1002/marc.200400594
4. Jang Y., Huang J., Li K. A new formaldehyde-free wood adhesive from renewable materials. International Journal Adhesion and Adhesives. 2011. Vol. 31, pp. 754–759.
5. Варанкина Г.С., Русаков Д.С., Иванова А.В., Иванов А.М. Снижение токсичности древесных клееных материалов на основе модифицированных лигносульфонатами карбамидоформальдегидных смол // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 3. C. 154–160.
5. Varankina G.S., Rusakov D.S., Ivanova A.V., Ivanov A.M. Reduction of toxicity of wood glued materials based on lignosulfonate-modified urea-formaldehyde resins. Sistemy. Metody. Tekhnologii. 2016. No. 3, pp. 154–160. (In Russian). EDN: XQSODP. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2016-3-154-160
6. Kim J., Lee J-H., Jeong S., Lim S. Formaldehyde emissions from particle board made with phenol–urea–formaldehyde resin prepared by different synthesis methods. Journal of Adhesion Science and Technology. 2015. Vol. 28. Iss. 19, pp. 2090–2130. https://doi.org/10.1080/01694243.2015.1057394
7. Jia L., Chu J., Li J., Ren J., Huang P., Li D. Formaldehyde and VOC emissions from plywood panels bonded with bio-oil phenolic resin. Environmental Pollution. 2020. Vol. 264. 114819. EDN: EGVFJT. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114819
8. Mirski R., Dukarska D., Derkowski A., Czarnecki R., Dziurka D. By-products of sawmill industry as raw materials for manufacture of chip-sawdust boards. Journal of Building Engineering. 2020. Vol. 32. 101460. EDN: CKVLJC.
https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101460
9. Ihnat V., Lübke H., Russ A. Waste agglomerated wood materials as a secondary raw material for chipboards and fiberboards. Part I. Preparation and characterization of wood chips in terms of their reuse. Wood Research. 2017. Vol. 62, pp. 45–56.
10. Salthammer T., Mentese, S.; Marutzky, R. Formaldehyde in the Indoor Environment. Chemical Reviews. 2010. Vol. 110, pp. 2536–2572. EDN: YCRWOF. https://doi.org/10.1021/cr800399g
11. Amaral C.R., Sanchez Rodriguez R.J., Gonzalez Garcia F., Junior L.P.B., Carvalho E.A. Impact of aliphatic amine comonomers on DGEBA epoxy network properties. Polymer Engineering Science. 2013. Vol. 54. Iss. 9, pp. 2132–2140. https://doi.org/10.1002/pen.23751
12. Isikgor Furkan H., Becer C. Remzi. Lignocellulosic biomass: a sustainable platform for the production of bio-based chemicals and polymers. Polymer Chemistry. 2015. Vol. 6. Iss. 25, pp. 4497–4559. EDN: SNDKZE. https://doi.org/10.1039/c5py00263j
13. Hong Pan, Gang Sun, Tao Zhao. Synthesis and characterization of aminated lignin. International Journal of Biological Macromolecules. 2013. Vol. 59, pp. 221–226. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.04.049
14. Жуланова А.Е. Использование лигнинсодержащих отходов целлюлозно-бумажной промышленности для получения лигноэпоксидных композиционных материалов // Экология и промышленность России. 2023. Т. 27. № 3. С. 18–23. EDN: LSONUW. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-3-18-23
14. Zhulanova A.E. Use of lignin-containing waste from the pulp and paper industry to produce lignoepoxy composite materials. Ekologiya i Promyshlennost’ Rossii. 2023. Vol. 27. No. 3, pp. 18–23. (In Russian). EDN: LSONUW. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-3-18-23
15. Жуланова А.Е., Глушанкова И.С. Утилизация лигносульфонатов с получением композиционных строительных материалов // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 1. С. 134–139.
15. Zhulanova A.E., Glushankova I.S. Utilization of lignosulfonates to produce composite building materials. Teoreticheskaya i Prikladnaya Ekologiya. 2022. No. 1, pp. 134–139. (In Russian). EDN: CPORXT. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-1-134-139