Termoizoliacinio kompozito iš pluoštinių augalų kūrimas ir tyrimai

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamos natūralių pluoštų ir termoizoliacinių kompozitų iš natūralių pluoštų savybės. Pagrindiniai tyrimo objektai yra natūralūs pluoštai: ilgasis ir trumpasis kanapių ir linų pluoštas kompozito struktūrai formuoti, du rišikliai – polilaktido (PLA) ir durpių pluoštas; pluoštinis kom-pozitas, sudarytas iš kanapių pluošto ir PLA rišiklio bei pluoštinio kompozi-to, sudaryto iš kanapių pluošto ir durpių pluošto rišiklio. Detaliai išanaliza-vus jų savybes, galima suformuoti efektyvų kompozitą, pasižymintį gero-mis šilumos izoliavimo savybėmis. Pagrindinis disertacijos tikslas – parinkti tinkamai apdorotą natūralų pluoštą kompozitui formuoti, nustatyti techno-loginius parametrus bei priedų (hidrofobizatorių ir antipirenų) tipus ir jų kiekius. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos li-teratūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Pirmasis skyrius skirtas literatūros analizei. Jame pateikta bendra infor-macija apie natūralių pluoštų klasifikavimą. Apžvelgti moksliniai tyrimai apie pluoštų cheminės sudėties tyrimų rezultatus, jų struktūros analizę, pluoštų atskyrimo būdus. Šiame skyriuje taip pat analizuojamos natūralių pluoštų kompozitų su įvairiomis rišamosiomis medžiagomis, savybės. Apž-velgta literatūra, susijusi su tyrimams naudotomis rišamosiomis medžiago-mis, detaliau išanalizuotas PLA ir durpių pluoštas. Skyriaus pabaigoje su-formuluotos išvados ir patikslinti disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašytos tyrimams naudotos medžiagos ir pluošti-nio kompozito formavimo technologija. Taip pat apibūdinti taikyti tyrimų metodai ir naudota įranga. Trečiajame skyriuje pateikti natūralių pluoštų savybių tyrimų struktūros analizės rezultatai. Ištirtas natūralių pluoštų, skirtingai apdorotų mechani-niais būdais, poveikis šilumos laidumui, parinktas kanapių pluoštas kompo-zitui formuoti. Taip pat ištirtos kompozito, sudaryto iš kanapių pluošto ir PLA rišiklio, fizikinės ir mechaninės savybės, nustatytas optimalus rišiklio kiekis, technologinių parametrų, priedų poveikis pluoštinio kompozito fizi-kinėms ir mechaninėms savybėms. Ištirta pluoštinio kompozito makro- ir mikrostruktūra. Šiame skyriuje taip pat pateikta kompozito iš kanapių ir durpių pluošto savybių bei struktūros analizė. Disertacijos tema paskelbti keturi straipsniai: vienas – mokslo žurnale įtrauktame į Thomson Reuters Web of Science leidinių sąrašą, turinčiame citavimo indeksą, du – tarptautinės duomenų bazės mokslo žurnaluose, vienas – recenzuojamoje Lietuvos jaunųjų mokslininkų konferencijos me-džiagoje. Disertacijos tema perskaityti 5 pranešimai Lietuvos ir kitų šalių konferencijose.

Properties of natural fibres and thermal insulating composites from natural fibres are analysed in the thesis. The main objects of the research are natu-ral fibres: long and short hemp as well as flax fibres for the formation of composite structure, two binding materials – polylactide (PLA) and peat fib-res; fibrous composite made from hemp and binding material – PLA as well as hemp and binding material – peat fibres. Their detail analysis allows formation of effective composite characterised by sufficient thermal insula-ting properties. The main aim of the thesis is proper selection of natural fibres for the formation of composite, technological parameters, additive (hydrophobyzers and fire retardants) types and their concentrations. The thesis consists of introduction, three chapters, general conclusions, references and the list of author’s publications related to thesis topic list. The first chapter is designed for literature analysis. It presents general information about the classification of natural fibres. This chapter as well presents science research about results of the chemical composition and analysis of structure of fibres and properties analysis of composites from natural fibres and binding materials. The review also covers the literature related to binding materials used for the research and detail analysis of PLA and peat fibres. Conclusions and specified objectives are formulated at the end of this chapter. Second chapter consists of description of materials used for the re-search, forming technology of fibres composite. The conducted methods and equipment are presented as well. Third chapter presents the research results of natural fibres properties and structure analysis. Impact of differently mechanically treated natural fibres on thermal conductivity is investigated; hemp fibres for the formation of composite are selected. Physical and mechanical properties of composite made from hemo fibres and PLA binder is examined, optimal amount of binding material, impact of technological parameters, additives on physical-mechanical properties of fibrous composite are determined. The macro- and microstructures of fibrous composite are investigated as well. This chapter presents properties and structure analysis of composite from hemp and peat fibres. 4 scientific articles are published on the topic of the dissertation: one in scientific journal included in the Thomson Reuters Web of Knowledge (ISI Web of Science) with a citation index, two – in scientific journals of inter-national databases; one – in the Lithuanian conference proceedings. Results of this thesis were presented in 5 conferences in Lithuania and other countries.