МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕТТИНГ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ КАК БЕЗРЕАГЕНТНЫЙ МЕТОД ВЫДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТКАНИ – АРМИРУЮЩЕГО НАПОЛНИТЕЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
Authors: Чащилов Д.В. , Чащилова В.Д. , Бычин Н.В. 
Published: January 2025

Перспективным направлением исследований является использование растительного сырья для получения различных биокомпозитных материалов, например, полимерных композиционных материалов (ПКМ). Для армирования ПКМ могут быть использованы фрагменты механических тканей растений, например, флоэмы, протодермы, эпидермы, ксилемы и т.п. Механические ткани имеют упорядоченное строение и определенную иерархическую структуру. Для выделения механических тканей не требуется полной дезагрегации растительного сырья. Использование механических тканей для ПКМ связано с меньшим расходом энергии, реагентов и других ресурсов для получения армирующего наполнителя ПКМ. Потенциально эффективна микробиологическая обработка сырья как метод безреагентной обработки. Цель настоящего исследования – изучение процесса микробиологической предварительной обработки фрагментов стеблей однолетних растений. Использовали в качестве сырья стебли тыквы обыкновенной. Стебли подвергали замачиванию в воде, обработка проводилась под действием естественного сообщества микроорганизмов. Далее проводили гидромеханическую обработку. Путем микробиологических тестов установлено наличие бактерий, дрожжей и низших грибов. Популяция общего микробного числа меняется по стадиям обработки. Извлекали механическую ткань – склеренхиму. Из механической ткани получали опытные образцы композитов, используя эпоксидное связующее ЭДП, отверждение проводили при комнатной температуре в течение 24 часов. Проводили механические испытания на растяжение на разрывной машине. Определили механические характеристики – прочность при растяжении 23,1 МПа, предельную относительную деформацию 3,4%, модуль продольной упругости 777 МПа. В итоге, по результатам исследования, впервыевыделены механическая ткань склеренхимы из стеблятыквы. Вновь показано, что путем сочетания микробиологического реттинга и гидромеханической обработки могут быть выделены механические ткани растения. Механические ткани после такого выделения быть использованы в качестве армирующего наполнителя в слоистых ПКМ. Результаты настоящего исследования могут быть использованы для совершенствования процессов выделения механических тканей из растительного сырья. Также возможно получение полимерных композиционных материалов с другой структурой армирующего наполнителя или с другим связующим.

A promising area of research is the use of plant raw materials for the production of various biocomposite materials, for example, polymer composite materials (PCM). Fragments of mechanical plant tissues can be used to reinforce PCM, for example, phloem, protoderm, epidermis, xylem, etc. Mechanical tissues have an ordered structure and a certain hierarchical structure. Complete disaggregation of plant raw materials is not required to isolate mechanical tissues. The use of mechanical layer for PCM is associated with a lower consumption of energy, reagents and other resources to obtain a reinforcing filler for PCM. Microbiological processing of raw materials is potentially effective as a method of non-reactive processing. The purpose of this study is to study the process of microbiological pretreatment of fragments of stems of annual plants. The stems of the common pumpkin were used as raw materials. The stems were soaked in water, the treatment was carried out under the influence of a natural community of microorganisms. Further, the hydro-mechanical treatment was carried out. Microbiological tests have revealed the presence of bacteria, yeast and lower fungi. The population of the total microbial number varies according to the stages of processing. A mechanical tissue, sclerenchyma, was extracted. Experimental samples of composites were obtained from mechanical fabric using an epoxy binder EDP, curing was carried out at room temperature for 24 hours. Mechanical tensile tests were carried out on a bursting machine. Mechanical characteristics were determined – tensile strength of 23.1 MPa, maximum relative deformation of 3.4%, modulus of longitudinal elasticity of 777 MPa. As a result, according to the results of the study, for the first time, the mechanical tissue of the sclerenchyma from the pumpkin stem was isolated. It is shown again that by combining microbiological retting and hydromechanical treatment, mechanical plant layer can be isolated. Mechanical layers after such separation can be used as a reinforcing filler in layered PCM. The results of this study can be used to improve the processes of isolation of mechanical layers from plant raw materials. It is also possible to obtain polymer composite materials with a different structure of the reinforcing filler or with a different binder.