Hybrydowe biokompozyty polimerowe wzmocnione mikrowłóknami z łusek zbożowych i mączką drzewną

• Autorzy: Urbaniak M. , Błędzki A. K.

Warianty tytułu

EN

Hybrid biocomposites reinforced with fibres from grain by-products and softwood flour

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warunkiem zrównoważonego rozwoju gospodarczego jest ochrona środowiska naturalnego, zatem konieczne jest stosowanie eko-przyjaznych technologii i nowoczesnych materiałów, takich jak biokompozyty polimerowe zarówno termoplastyczne, jak i duroplastyczne wzmacniane włóknami naturalnymi. Biokompozyty te znajdują coraz szersze zastosowania inżynierskie. W artykule przedstawiono wyniki badań hybrydowych biokompozytów polimerowych na osnowie biożywicy epoksydowej wzmocnionych mikrowłóknami pozyskanymi z produktów ubocznych pochodzących z przemysłu rolno-spożywczego oraz z przemysłowej mączki drzewnej. Zastosowano mikrowłókna z łusek zbożowych - owsa i jęczmienia, które są dotychczas niezagospodarowanym racjonalnie odpadem przemysłu zbożowego, powstającymi podczas mielenia zbóż. Opracowane hybrydowe materiały kompozytowe wykazały wyższe właściwości wytrzymałościowe i użytkowe w stosunku do klasycznego kompozytu WPC i mogą stanowić jego przyjazną środowisku alternatywę.

EN

Sustainable progress of economy is conditioned under environmental requirements then more extensive applications of eco-friendly technology and novel materials like polymer composites, both thermoplastic and thermosetting ones reinforced with natural fibres are needful. Such biocomposites are applicable widely in material engineering now. This article comprises the results of research on hybrid polymer biocomposites with bio-based epoxy resin reinforced with microfibres derived from grain by-products of agricultural industry or arised from industrial grade wood flour. Microfibres from grain husks of oat and barley as unutilized waste of milling industry were used. Manufactured hybrid composite materials showed improved mechanical and profitable properties compared to standard WPC composites and owing to that can be eco-friendly alternative for the latter.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty polimerowe; biokompozyty hybrydowe; włókna naturalne; biożywica epoksydowa; właściwości mechaniczne

EN

polymer composities; hybrid biocomposities; natural fibres; bio-based epoxy resin; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 23, Nr 5 (179)
• Strony: 458--465
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Urbaniak M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki, Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, al. Piastów 19, 70-310 Szczecin

autor

Błędzki A. K.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki, Instytut Inżynierii Materiałowej, al. Piastów 19, 70-310 Szczecin

Bibliografia

• 1. Błędzki A.K., Urbaniak M., Jaszkiewicz A., Feldmann M., Włókna celulozowe jako alternatywa dla włókien szklanych w kompozytach polimerowych, Polimery, 2014, 59, 372-382.
• 2. Bledzki A.K., Jaszkiewicz A., Urbaniak M., Stankowska-Walczak D.: Biocomposites - in the Past and in the Future. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012, 96, 15-22.
• 3. Bledzki A.K., Gassan J.: Composites reinforced with cellulose based fibres. Prog. Polym. Sci. 1999, 24, 221-274.
• 4. Faruk O., Bledzki A.K., Fink H.-P., Sain M.: Biocomposites reinforced with natural fibers: 2000-2010. Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 1552-1596.
• 5. Urbaniak M., Goluch R., Błędzki A.K., Gajdziński S., Krysiński P., Józefiak A.: Lekkie kompozyty konstrukcyjne na bazie surowców odnawialnych do zastosowań w transporcie. Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze 2014, 2, 63-67.
• 7. Ramamoorthy S.K., Skrifvars M., Persson A.: A Review of Natural Fibers Used in Biocomposites: Plant, Animal and Regenerated Cellulose Fibers. Polymer Reviews 2015, 55, 1, 107-162.
• 8. Mamun A.A., Heim H.-P., Bledzki A.K.: The use of maize, oat, barley and rye fibres as reinforcements in composites. In: Faruk O., Sain M. Biofiber Reinforcement in Composite Materials, Elsevier, Amsterdam 2015, 454-487.
• 9. Urbaniak M., Błędzki A.K.: Biokompozyty epoksydowe wzmacniane naturalnymi włóknami krótkimi oraz mikrowłóknami z łusek zbożowych. Inżynieria Materiałowa 2015, 5, 211-215.
• 10. The Statistics Division of the Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations. http://faostat3.fao.org/home/E (online 23.06.2017).
• 11. Knoema. Roundwood production. https://knoema.com/tag00072-20160613/roundwood-production (online 28.06.2017).
• 12. Sathishkumar T.P., Naveen J., Satheeshkumar S.: Hybrid fiber reinforced polymer composites - a review. J. Reinf. Plast. Comp. 2014, 33, 5, 454-471.
• 13. Gupta M.K., Srivastava R.K.: Mechanical Properties of Hybrid Fibers-Reinforced Polymer Composite: A Review. Polym. Piast. Technol. Eng. 2016, 55, 6, 626-642.
• 14. Jawaid M., Abdul Khalil H.P.S.: Cellulosic/synthetic fiber reinforced polymer hybrid composites. Carbohydr. Polym. 2011, 86, 1-18.
• 15. Muthuvel M., Ranganath G., Janarthanan K., et al.: Characterization study of jute and glass fiber reinforced hybrid composite material. Int. J. Eng. Res. Tech. 2013, 2, 335-344.
• 16. Bledzki A.K., Urbaniak M., Böttcher A., Berger Ch., Pilawka R.: Bio-based epoxies and composites for technical applications. Key Engineering Materials 2013, 559, 1-6.
• 17. Montero de Espinosa L., Meier M.A.R.: Plant oils: The perfect renewable resource for polymer science?!. European Polym. J. 2011, 47, 5, 837-852.
• 18. Wang Z., Yuan L., Ganewatta M.S., Lamm M.E., Rahman Md A., Wang J., Liu S., Tang C.: Plant Oil Derived Epoxy Polymers toward Sustainable Biobased Thermosets. Macromol Rapid Commun. 2017, 38, 11, 1700009.
• 19. Tsujimoto T., Takeshita K., Uyama H.: Bio-based Epoxy Resins from Epoxized Plant Oils and Their Shape Memory Behaviors. J. Am. Oil Chem. Soc. 2016, 93, 12, 1663-1669.
• 20. Knapen R., Kretschmer P.: Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Mikrofasern aus Getreidenebenprodukten zur Verstärkung therinoplastischer und duromerer Biocomposite. Zwischenbericht I/2014, Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung 2014.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).