ВИКОРИСТАННЯ НОВОГО НАПОВНЮВАЧА ПРИ ВИГОТОВЛЕННІ ДЕРЕВИННО-ПОЛІМЕРНОГО КОМПОЗИТУ НА ОСНОВІ ВТОРИННОГО ТЕРМОПЛАСТУ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/2078-5364.2026.1.06

Ключові слова:

деревинно-полімерний композит, вторинні термопласти, подрібнене скло, неорганічний наповнювач, фізико механічні властивості, адгезія, експлуатаційні характеристики

Анотація

У статті представлено результати дослідження створення деревин-но-полімерного композиту на основі вторинних термопластів із використанням нового неорганічного наповнювача у вигляді подрібнених скляних відходів. Доведено, що за-стосування скла фракцією 40–70 мкм сприяє підвищенню адгезії між деревинним напо-внювачем та полімерною матрицею, формуючи армувальну структуру з покращеними показниками міцності, твердості та зносостійкості. Показано, що вторинний поліетилен і термопластичний поліуретан у поєднанні з модифікованими деревинними частинками забезпечують формування стабільної матричної фази зі зниженою чутливістю до водо-поглинання. Порівняння фізико-механічних характеристик нових композиційних мате-ріалів з промисловими зразками демонструє значне підвищення ударної в’язкості, міц-ності при згині та стійкості до термічної деформації. Встановлено, що оптимальна кіль-кість подрібненого скла у складі композиту становить 10–20 %, оскільки це зменшує водопоглинання майже у десять разів порівняно з відомими аналогами. Дослідження також виявили, що перевищення вмісту скла понад 25–30 % призводить до погіршення структурної цілісності та зниження механічних властивостей. Композиції, що містять 25–30 % полімерної матриці та оптимізовану частку неорганічного наповнювача, про-демонстрували найкращий комплекс характеристик: ударну міцність до 18,6 кДж/м², міцність при згині до 42,3 МПа та мінімальні розмірні зміни при різких температурних коливаннях. Отримані результати підтверджують, що використання подрібнених скля-них відходів у складі деревинно-полімерного композиту є ефективним екологічним рі-шенням, яке дозволяє утилізувати вторинну сировину, підвищити експлуатаційні влас-тивості композитів і розширити сфери їх застосування в будівництві та зовнішній ін-фраструктурі.

Біографії авторів

Сергій Олександрович Копилов

Аспірант Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”

Ганна Миколаївна Черкашина, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Олександр Вікторович Близнюк, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент

Володимир Володимирович Лебедєв, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, професор

Денис Владиславович Деріус

Аспірант Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”

Посилання

Nicolae M., Camelia M. A meta-synthesis of review studies on wood–polymer composites: Mapping the current research landscape. Polymers. 2026. Vol. 18, No. 1. P. 63.

Ramli R. A. A comprehensive review on utilization of waste materials in wood plastic composite. Materials Today Sustainability. 2024. Vol. 27. 100889.

Kaseem M., Hamad K., Deri F., Ko Y. G. Material properties of polyethylene/wood composites: A review of recent works. Polymer Science Series A. 2015. Vol. 57, No. 6. P. 689–703.

Kopylov S., Cherkashina A., Bliznyuk O., Gorbunov K., Petrov S., Filenko O., Ma-khonin M., Tsereniuk O. Secondary thermoplastic modified wood-polymer composite with increased technological, mechanical and dielectric properties. Journal of Research Updates in Polymer Science. 2024. Vol. 13. P. 112–121.

Kopylov S. O., Cherkashina H. M., Lavrova I. O., Chernogor T. T. Wood-polymer composite from secondary thermoplastics with enhanced properties. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. 2025. No. 2. P. 4–10.

Khan A., Mishra A., Thakur V. K., Pappu A. Towards sustainable wood–plastic composites: Polymer types, properties, processing and future prospects. RSC Sustainability. 2025. Vol. 3, No. 7. P. 2833–2862.

Teacă C. A., Shahzad A., Duceac I. A., Tanasă F. The re-/up-cycling of wood waste in wood–polymer composites for common applications. Polymers. 2023. Vol. 15, No. 16. P. 3467.

Kuzman M. K., Ayrilmis N., Sernek M., Kariz M. Effect of selected printing set-tings on viscoelastic behaviour of 3D printed polymers with and without wood. Materials Re-search Express. 2019. Vol. 6, No. 10. 105362.

Rajak D. K., Wagh P. H., Linul E. Manufacturing technologies of carbon/glass fi-ber-reinforced polymer composites and their properties: A review. Polymers. 2021. Vol. 13, No. 21. P. 3721.

Gallagher L. W., Mcdonald A. G. The effect of micron sized wood fibers in wood plastic composites. Maderas. Ciencia y Tecnología. 2013. Vol. 15, No. 3. P. 357–374.

Gardner D. J., Han Y., Wang L. Wood–plastic composite technology. Current Forestry Reports. 2015. Vol. 1, No. 3. P. 139–150. DOI: https://doi.org/10.1007/s40725-015-0016-6

Blyzniuk O. V., Cherkashyna H. M., Lebediev V. V., Kopylov S. O. Tekhnolohiia oderzhannia vyrobiv iz polimeriv (laboratornyi praktykum). Kharkiv. 2023. 258 p.

Haggar E., Mokhtar S. M. Wood-plastic composites. Advanced Composites Mate-rials – Analysis of Natural Fiber Composites. 2011.

Oliveros-Gaviria C., Cumbalaza E., Mina-Hernandez J. H., Valencia-Zapata M. E., Suarez-Bonilla J. N., Martinez-Mera N. Wood plastic composite based on recycled high-density polyethylene and wood waste (sawdust). Polymers. 2024. Vol. 16, No. 22. P. 3136.

Ayrilmis N., Kuzmin A. M., Masri T., Yagoub M., Sedira L., Pantyukhov P. Ef-fects of reinforcement by both waste glass and barley straw on water resistance, mechanical, and thermal properties of polyethylene composite. BioResources. 2025. Vol. 20, No. 3. P. 5967–5987.

Jiang Q., Yang F., Nie M., Chen N., Han D., Liu B. Upgrading mixed plastic wastes to prepare wood plastic composites via solid mechanochemical method. Industrial Crops and Products. 2024. Vol. 214. 118498.

ASTM D570-98. Standard test method for water absorption of plastics. ASTM International. 2010. 4 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-27

Номер

Розділ

ІНТЕГРОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОМИСЛОВОСТІ