OBTAINING Plastic and EXAMINATION OF ITS PROPERTIES WITHOUT using a technical hemp binder
Authors: Ершова А.С. , Савиновских А.В. , Артёмов А.В. , Бурындин В.Г. , Садыкова К.В. 
Published: October 2024

Анализ литературных источников показал, что в России все чаще говорят о восстановлении отрасли коноплеводства. Рассматривается широкий спектр применения технической конопли. Предполагается возможность использования волокна технической конопли для получения материалов на основе пластиков без связующего (ПБС). Выполненные ранее исследования свидетельствуют о том, что применение модификаторов для пресс-сырья влияет на прочностные показатели и водостойкость пластиков. Также для увеличения текучести исходного пресс-сырья возможно использование пластификаторов на примере карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и ее солей. Цель данной работы – установление закономерностей влияния модификатора в виде раствора сульфата меди (медного купороса) и пластификатора на основе КМЦ на физико-механические свойства ПБС. Было установлено, что с увеличением расхода пластификатора происходит увеличение прочностных показателей (прочности при изгибе и твердости) и водостойкости (водопоглощения и разбухания). С ростом расхода модификатора твердость ПБС увеличивается на 14,2 %, но показатели водостойкости имеют обратную тенденцию и уменьшаются в среднем до 50 %. На прочность при изгибе заметное влияние оказывает содержание КМЦ в исходном пресс-сырье. Максимальные значения данного показателя достигаются при максимальной концентрации КМЦ и минимальном расходе медного купороса. Физико-механические свойства ПБС, полученного из пресс-сырья на основе модифицированного и пластифицированного волокна технической конопли, соответствуют свойствам ПБС на основе традиционного недревесного растительного пресс-сырья (шелуха пшеницы). Выполненной математической оптимизацией определены интервалы варьируемых факторов: температура прессования – 182,8 °С, расход медного купороса – 3,6÷16,4 %, концентрация КМЦ – 1,084 %. Полученные результаты позволяют инициировать дальнейшие исследования в данной области.

Literature review has revealed that the development of the hemp sector is on the increase in Russia. The study examines a broad range of technical hemp use. It is possible to use technical hemp fibre to obtain materials based on plastics without resins (PWR). Early research suggests that the strength and water resistance of plastics are affected by the use of modifiers for press raw materials. Additionally, plasticizers like carboxymethyl cellulose (CMC) and its salts can be used to make the raw materials for the first press more fluid. This research is aimed to determine the patterns of interaction between a modifier in the form of a copper sulphate solution (copper sulphate) and a plasticizer based on CMC on the mechanical and physical characteristics of PWR. It was found that with an increase in plasticizer consumption, there is an increase in strength indicators (flexural strength and hardness) and water resistance (water absorption and swelling). With an increase in the consumption of the modifier, the hardness of the PWR increases by 14,2 %, but the water resistance indicators have the opposite tendency and decrease on average by 50 %. The bending strength is significantly influenced by the content of CMC in the initial press raw materials. The maximum values of this indicator are achieved at the maximum concentration of CMC and the minimum consumption of copper sulfate. The physical and mechanical properties of PWR obtained from press raw materials based on modified and plasticized technical hemp fibre correspond to the properties of PWR based on traditional non-wood vegetation press raw materials (wheat husk). The intervals of variable factors were determined by the performed mathematical optimisation: pressing temperature – 182,8 °C, copper sulphate consumption 3,6÷16,4 %, CMC concentration of CMC – 1,084 %. The results obtained encourage further research in this area.