ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖФАЗНОГО СЛОЯ РЕТТИРОВАННЫХ ЛУБЯНЫХ НАТУРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН КРАПИВЫ И ЭПОКСИДНОЙ МАТРИЦЫ В ПОЛИМЕРНОМ КОМПОЗИЦИОННОМ МАТЕРИАЛЕ

Д.В. Чащилов, Н.В. Бычин
 DOI: 10.25699/SSSB.2020.35.1.008 Download PDF
Аннотация: Для полимерных композиционных материалов (ПКМ) с армирующим наполнителем из натуральных волокон одним из актуальных вопросов является обеспечение надёжного межфазного слоя волокно-матрица. Предметом экспериментального исследования явились образцы микропластика из элементарных волокон стебля крапивы (Urtica dioica L.) и эпоксидной матрицы. Цель исследования – изучение качества межфазной связи элементарного волокна стебля крапивы и эпоксидного связующего. Использованы методы оптической микроскопии и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Из реттированных в естественных условиях стеблей крапивы ранневесеннего сбора выделены элементарные волокна длиной до 70 мм. Для получения микропластика использовано связующее на основе эпоксидиановой смолы ЭД-20 и циклоалифатического отвердителя Этал-М7. Концентрация армирующего наполнителя в ПКМ составила 1 % (масс.). Это позволило расположить волокна в толще матрицы индивидуально, без взаимного влияния друг на друга. На разрушенных образцах микропластика выявлена многоугольная форма поперечного сечения элементарных волокон крапивы. Рёбра волокон скруглены. Просвет волокна – узкий щелевидный, почти сомкнувшийся. Размер поперечных сечений волокон составляет от 20 до 30 мкм, соотношение размеров (ширина-толщина) достигает 1:1,5, толщина клеточной стенки волокна – от 5 до 12 мкм, ширина боковых граней волокна – от 10 до 20 мкм. На боковой поверхности волокон имеется микрорельеф с масштабом отклонений порядка от менее чем 100 нм до 1 мкм. Вытягивание волокна при разрушении образца микропластика очень мало и составляет от 1/20 до 1/30 от поперечного размера сечения волокна. Характер разрыва волокна свидетельствует о хрупком механизме его разрушения. Межфазная связь волокно-матрица в изученных образцах ПКМ объясняется механизмом механической блокировки. При нагружении образца микропластика разрушение происходит по волокну. Результаты исследования могут быть применены для создания ПКМ на основе натуральных волокон и эпоксидной матрицы.
Ключевые слова: микропластик, армирующий наполнитель, элементарное волокно, стебель крапивы, эпоксидиановая смола ЭД-20, циклоалифатический отвердитель Этал-М7, межфазная связь волокно-матрица, сканирующая электронная микроскопия, экспериментальное исследование.

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство