ПРИМЕНЕНИЕ ХВОЙНОГО ЭКСТРАКТА ЕЛИ КОЛЮЧЕЙ PICEA PUNGENS ДЛЯ БУМАЖНО-ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ:

Андрей Николаевич Иванкин; Олеся Александровна Борисова

doi:10.14258/jcprm.20260215788

Андрей Николаевич Иванкин Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет) Email: aivankin@inbox.ru
Олеся Александровна Борисова Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет) Email: borisovaoa@student.bmstu.ru

https://doi.org/10.14258/jcprm.20260215788

Ключевые слова: Picea pungens, хвойный экстракт, антисептические свойства, стирол, полимеризация, бумажно-полимерный композит, биодеградация

Аннотация

Представлены результаты исследований по получению нового бумажно-полимерного композита на основе стирола с добавлением ингибирующего биокоррозию хвойного экстракта. Описана методология получения экстракта из растительного сырья, в качестве которого использовали хвою ели колючей Picea pungens. Проведена проверка его антисептической активности по отношению к модельной стартовой дрожжевой культуре Saccharomyces cerevisiae, а также проведена оценка его влияния на экоустойчивость в составе полученного композиционного материала. Показано, что разложение полученного полимерного композита во влажной почве значительно замедляется, а его свойства при нахождении во влажной почве в летнем периоде сохраняются в течение трех месяцев, против частичного распада аналогичного композита без добавок и полной деградации чистой бумажной основы. Описано получение композита на основе бумаги и стирола с добавлением полученного экстракта. Проведены испытания на прочность композиционного материала и показано, что предел его прочности при разрыве составлял 22–48 МПа, относительное удлинение – 3–4% против 17–19 МПа и 2–3% – для немодифицированной бумажной основы в зависимости от вида использованной бумажной основы, что подтверждает следующее: новый материал обладает повышенными физико-механическими характеристиками. Показано, что за счет содержащихся в хвойном экстракте органических соединений наблюдается образование более гибких композитов со стиролом. Так, число изгибов материала при поперечном изгибе шаблона композита с хвойным экстрактом превышало 10 раз против 5 для бумаги, а количество неразрушающих изгибов при продольном изгибе составляло более 60 раз против 54 для стирол-бумажного композита и менее 35 для бумажной основы плотностью 50 г/м². Показано, что достаточно устойчивый к быстрому разложению в почве и одновременно являясь относительно экологически чистым материалом, полученные бумажно-полимерные композиционные материалы достаточно перспективны для использования в качестве упрочненного упаковочного материала и специальных бумаг. Данное исследование позволяет существенно расширить область применения материалов, получаемых из растительного сырья.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Андрей Николаевич Иванкин, Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

доктор химических наук, профессор кафедры химии и химических технологий в лесном комплексе

Олеся Александровна Борисова, Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

магистрант

Литература

Odunlami O.A., Amoo T.E., Adisa H.A., Elehinafe F.B., Oladimeji T.E. Results in Engineering, 2023, vol. 20, 101498. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101498.

Mukherjee C., Varghese D., Krishna J.S. European Polymer Journal, 2023, vol. 192, no. 6, 112068. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2023.112068.

Ivankin A.N., Zarubina A.N., Verevkin A.N., Baburina M.I. Lesnoy vestnik, 2022, vol. 26, no. 5, pp. 120–127. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2022-5-120-127. (in Russ.).

Shkuro A.Ye., Glukhikh V.V., Kulazhenko Yu.M., Zakharov P.S. Resources and Tecnology, 2023, no. 3, pp. 1–14. https://doi.org/10.15393/j2.art.2023.6923. (in Russ.).

Kremneva A.V., Kolyada L.G. Kachestvo v obrabotke materialov, 2015, no. 1 (3), pp. 54–58. (in Russ.).

Pereira A., Fernandes V., Delerue-Matos C., Freitas V., Mateus N., Oliveira J. Food Chemistry, 2024, vol. 7, 140945. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140945.

Yahaya I., Fosu G.S., Hamadu A. Pharmacological Research – Natural Products, 2024, vol. 9, 100059. https://doi.org/10.1016/j.prenap.2024.100059.

Gulyayev D.K., Novikova V.V., Belonogova V.D. Meditsinskiy al'manakh, 2015, no. 4 (39), pp. 213–214. (in Russ.).

Chekushkina N.V., Nevzorova T.V., Yefremov A.A. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2008, no. 2, pp. 87–90. (in Russ.).

Chekushkina N.V., Shatalina N.V., Yefremov A.A. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2008, no. 3, pp. 103–105. (in Russ.).

Gulyayev D.K., Yakovleva Ye.I., Mashchenko P.S., Solodnikov S.Yu., Belonogova V.D. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2020, no. 4, pp. 273–280. https://doi.org/10.14258/jcprm.2020047321. (in Russ.).

Narchuganov A.N., Strukova Ye.G., Yefremov A.A. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2011, no. 4, pp. 103–108. (in Russ.).

Sergeyeva I.Yu., Permyakova L.V., Romanenko V.O., Vereshchagin A.L., Lashitskiy, S.S. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2023, no. 1, pp. 351–360. https://doi.org/10.14258/jcprm.20230111113. (in Russ.).

Potapova Ye.V. Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta, 2013, vol. 6, no. 1, pp. 161–173. (in Russ.).

Viliani L., Scott E., Nielsen S.E. Forest Ecology and Management, 2025, vol. 580, no. 3. Article 122506. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2025.122506.

Jagaba A.H., Birniwa A.H., Usman A.K., Muazu N.D., Yaro N.S., Soja U.B., Abioye K.J., Almahbashi N.M., Al-dhawi B.N., Noor A., Lawal I.M. Journal of Cleaner Production, 2023, vol. 11, 139543. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139543.

Wang F., Wang L., Zhang X., Ma S., Zhao Z. Journal of Food Engineering, 2022, vol. 332, no. 11, 111039. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2022.111039.

Moreira С.M., Scala-Benuzzi M.L., Takara E.A., Pereira S.V., Regiart M., Soler-Illia G.J., Raba J., Messina G.A. Ta-lanta, 2019, vol. 200, no. 8, pp. 186–192. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.03.051.

Valente M., Tirillò J., Quitadamo A., Santulli C. Composites Part B: Engineering, 2017, vol. 110, no. 2, pp. 520–529. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.11.013.

Samyn P., Deconinck M., Schoukens G., Stanssens D., Vonck L. Progress in Organic Coatings, 2010, vol. 69, no. 12, pp. 442–454. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2010.08.008.

Bu Q., Zhao S., Liu X., Bao J. Journal of Energy Storage, 2022, vol. 50, no 6, 104254. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104254.

Bu Q., Cao X, Li X., Bao J. Journal of Energy Storage, 2022, vol. 52 B, no. 8, 104994. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104994.

Serova V.N., Khasanov A.I. Klei. Germetiki. Tekhnologii, 2023, no. 4, pp. 18–21. https://doi.org/10.31044/1813-7008-2023-4-18-21. (in Russ.).

Bukharina I.L., Povarnitsina T.M. Samarskaya Luka, 2008, vol. 17, no. 3 (25), pp. 619–625. (in Russ.).

Kolyada N.A. Vestnik KrasGAU, 2010, no. 9, pp. 73–76. (in Russ.).

Ivanova N.I. Izvestiya vuzov. Priborostroyeniye, 2021, vol. 64, no. 8, pp. 674–679. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2021-64-8-674-679. (in Russ.).

Kuznetsova T.G., Ivankin A.N., Kulikovskiy A.V. Nanosensornyy analiz myasnogo syr'ya i rastitel'nykh ob"yektov: monografiya. [Nanosensory analysis of meat raw materials and plant objects: monograph]. Saarbrücken: Lambert Aca-demic Publishing, 2013, 224 p. (in Russ.).

Pozdnyakova T.A., Bubenchikov R.A. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika, 2022, vol. 21, no. S2, pp. 95–96. (in Russ.).

Kalashnik A.V., Serdan A.A., Koshina N.A., Ionov S.G. Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, 2013, vol. 56, no. 7, pp. 12–16. (in Russ.).

Zarubina A.N., Ivankin A.N. Polymer Science, Series D, 2024, vol. 17, no. 2, pp. 461–465. https://doi.org/10.1134/S1995421224700795.

Cheng H., Liang M., Dai M., Lu X., Huang Q., Lai F., Ma L., Li W., Liu X. Arabian Journal of Chemistry, 2023, vol. 16, no. 12, 105322. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2023.105322.

Yu A., Sidorenko A.Y., Khalimonyuk T.V., Kurban Y.M., Ilyina I.V., Li-Zhulanov N.S., Patrusheva O.S., Aho A., Heinmaa I., Volcho K.P., Salakhutdinov N.F., Murzin D.Y., Agabekov V.E. Applied Catalysis A: General, 2025, vol. 691, no. 2, 120070. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2024.120070.

Jagtap R.A., Verma S.K., Punji B. Organic Letters, 2020, vol. 22, no. 12, pp. 4643–4647. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.0c01398.

Musina L.R., Galikhanov M.F. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2011, no. 2, pp. 86–90. (in Russ.).

Davydov I.B., Krasnaya I.A., Pantyukhina Ye.V. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki, 2019, no. 2, pp. 388–394. (in Russ.).

Petrova A.V. Vestnik Akademii znaniy, 2022, no. 49 (2), pp. 216–220. (in Russ.).

Zhang H., Huang D., Zhang X. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2024, vol. 418B, no. 1, 116560. https://doi.org/10.1016/j.cma.2023.116560.

Yao S., Cao H., Arp H.P. Environmental Pollution, 2021, vol. 283, no. 8, 117393. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.11739328.

Bao Y., Dolfing J., Chen R., Li Z., Lin X., Feng Y. Soil and Tillage Research, 2023, vol. 229, no. 5, 105679. https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105679.