雄蕊荨麻韧皮纤维的分离与检验

Е.Г. Сакошев, А.Н. Блазнов, Николай Бычин, Виталий Викторович Фирсов, Г.С. Задворных, З.Г. Сакошев, Т.А. Хлыстова
{"title":"雄蕊荨麻韧皮纤维的分离与检验","authors":"Е.Г. Сакошев, А.Н. Блазнов, Николай Бычин, Виталий Викторович Фирсов, Г.С. Задворных, З.Г. Сакошев, Т.А. Хлыстова","doi":"10.25699/sssb.2023.48.2.008","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Современные мировые тенденции развития полимерных композиционных материалов направлены на уменьшение негативного воздействия на окружающую среду при изготовлении, эксплуатации и утилизации таких материалов. В этом плане наиболее перспективными являются биокомпозиты, армированные растительными волокнами. Благодаря экологичности растительных волокон, их малому весу в сочетании с высокими механическими свойствами и биоразлагаемостью, композиты на их основе уже находят применение в автомобилестроении, строительстве и других отраслях промышленности. В работе исследованы образцы крапивы двудомной, собранные в Республике Алтай в августе 2022 года. Целью данной работы являлось выделение и исследование структуры технических лубяных волокон крапивы в продольном и поперечном направлении, определение геометрических и физико-механических характеристик выделенных волокон. Структуру поперечного среза стебля крапивы и выделенных лубяных волокон исследовали с помощью электронного микроскопа. На фотоснимках стебля четко выделяются три зоны: наружный покрывной слой, лубяной слой, сосудистый слой. Лубяной слой крапивы содержит элементарные волокна овальной формы неодинаковой толщины с поперечным размером 10-30 мкм. Для выделения лубяных волокон провели химическую варку снятых с зеленого стебля оболочек крапивы в 2 %-ном водном растворе кальцинированной соды в течение 18 часов. Упруго-прочностные характеристики выделенных технических волокон толщиной 60-290 мкм определяли при растяжении на приборе ТМА-60. Найденные значения прочности и модуля Юнга увеличиваются с уменьшением поперечного сечения технических волокон и достигают 306,7 МПа и 12,67 ГПа, соответственно, при толщине образца 60 мкм. Полученные результаты экспериментальных исследований согласуются с известными литературными данными по свойствам волокон лубяных растений – лен, конопля, крапива двудомная и рами, которые уже находят применение в композиционных материалах. Благодаря достаточной длине выделенных лубяных технических волокон крапивы, на их основе могут быть изготовлены ориентированные полимерные композиционные материалы, например методом мокрой намотки.\n Modern world trends in the development of polymer composite materials are aimed at reducing the negative impact on the environment during the manufacture, operation and disposal of such materials. In this regard, biocomposites reinforced with plant fibers are the most promising. Due to the environmental friendliness of plant fibers, their low weight, combined with high mechanical properties and biodegradability, composites based on them are already being used in the automotive industry, construction and other industries. Herein, we examined urtica dioica samples harvested in the Republic of Altai, August 2022. This study aimed to isolate industrial urtica dioica fibers and test them lengthwise and crosswise, and measure the geometry and physical mechanics of the isolated fibers. The structures of the cross-sectional urtica dioica stem and of the isolated bast fibers were examined by scanning electron microscopy. The SEM images of the stem clearly showed the three regions: the outer layer, bast layer, and vascular layer. The bast layer of urtica dioica contains unequally-thick, oval-shaped elementary fibers of 10-30 μm in cross-section. The fibers were isolated by chemical digesting the green stem shell ripped of urtica dioica in a 2% calcined soda for 18 h. The elastic-strength characteristics of the isolated industrial fibers of 60–290 μm thick were tested to tension on a TMA-60 device. The resultant strength and the elastic modulus were increasing with a decrease in the cross-section of the industrial fibers, achieving 306.7 MPa and 12.67 GPa, respectively, with the sample thickness being 60 μm. The obtained results of experimental studies are consistent with the known literature data on the properties of fibers of bast plants - flax, hemp, stinging nettle and ramie, which are already being used in composite materials. Due to the sufficient length of the isolated bast technical fibers of nettle, oriented polymer composite materials can be made on their basis, for example, by wet winding.","PeriodicalId":133432,"journal":{"name":"Южно-Сибирский научный вестник","volume":"15 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-04-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"ISOLATION AND TESTING OF URTICA DIOICA BAST FIBERS\",\"authors\":\"Е.Г. Сакошев, А.Н. Блазнов, Николай Бычин, Виталий Викторович Фирсов, Г.С. Задворных, З.Г. Сакошев, Т.А. Хлыстова\",\"doi\":\"10.25699/sssb.2023.48.2.008\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Современные мировые тенденции развития полимерных композиционных материалов направлены на уменьшение негативного воздействия на окружающую среду при изготовлении, эксплуатации и утилизации таких материалов. В этом плане наиболее перспективными являются биокомпозиты, армированные растительными волокнами. Благодаря экологичности растительных волокон, их малому весу в сочетании с высокими механическими свойствами и биоразлагаемостью, композиты на их основе уже находят применение в автомобилестроении, строительстве и других отраслях промышленности. В работе исследованы образцы крапивы двудомной, собранные в Республике Алтай в августе 2022 года. Целью данной работы являлось выделение и исследование структуры технических лубяных волокон крапивы в продольном и поперечном направлении, определение геометрических и физико-механических характеристик выделенных волокон. Структуру поперечного среза стебля крапивы и выделенных лубяных волокон исследовали с помощью электронного микроскопа. На фотоснимках стебля четко выделяются три зоны: наружный покрывной слой, лубяной слой, сосудистый слой. Лубяной слой крапивы содержит элементарные волокна овальной формы неодинаковой толщины с поперечным размером 10-30 мкм. Для выделения лубяных волокон провели химическую варку снятых с зеленого стебля оболочек крапивы в 2 %-ном водном растворе кальцинированной соды в течение 18 часов. Упруго-прочностные характеристики выделенных технических волокон толщиной 60-290 мкм определяли при растяжении на приборе ТМА-60. Найденные значения прочности и модуля Юнга увеличиваются с уменьшением поперечного сечения технических волокон и достигают 306,7 МПа и 12,67 ГПа, соответственно, при толщине образца 60 мкм. Полученные результаты экспериментальных исследований согласуются с известными литературными данными по свойствам волокон лубяных растений – лен, конопля, крапива двудомная и рами, которые уже находят применение в композиционных материалах. Благодаря достаточной длине выделенных лубяных технических волокон крапивы, на их основе могут быть изготовлены ориентированные полимерные композиционные материалы, например методом мокрой намотки.\\n Modern world trends in the development of polymer composite materials are aimed at reducing the negative impact on the environment during the manufacture, operation and disposal of such materials. In this regard, biocomposites reinforced with plant fibers are the most promising. Due to the environmental friendliness of plant fibers, their low weight, combined with high mechanical properties and biodegradability, composites based on them are already being used in the automotive industry, construction and other industries. Herein, we examined urtica dioica samples harvested in the Republic of Altai, August 2022. This study aimed to isolate industrial urtica dioica fibers and test them lengthwise and crosswise, and measure the geometry and physical mechanics of the isolated fibers. The structures of the cross-sectional urtica dioica stem and of the isolated bast fibers were examined by scanning electron microscopy. The SEM images of the stem clearly showed the three regions: the outer layer, bast layer, and vascular layer. The bast layer of urtica dioica contains unequally-thick, oval-shaped elementary fibers of 10-30 μm in cross-section. The fibers were isolated by chemical digesting the green stem shell ripped of urtica dioica in a 2% calcined soda for 18 h. The elastic-strength characteristics of the isolated industrial fibers of 60–290 μm thick were tested to tension on a TMA-60 device. The resultant strength and the elastic modulus were increasing with a decrease in the cross-section of the industrial fibers, achieving 306.7 MPa and 12.67 GPa, respectively, with the sample thickness being 60 μm. The obtained results of experimental studies are consistent with the known literature data on the properties of fibers of bast plants - flax, hemp, stinging nettle and ramie, which are already being used in composite materials. Due to the sufficient length of the isolated bast technical fibers of nettle, oriented polymer composite materials can be made on their basis, for example, by wet winding.\",\"PeriodicalId\":133432,\"journal\":{\"name\":\"Южно-Сибирский научный вестник\",\"volume\":\"15 1\",\"pages\":\"0\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-04-30\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Южно-Сибирский научный вестник\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.25699/sssb.2023.48.2.008\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Южно-Сибирский научный вестник","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.25699/sssb.2023.48.2.008","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

现代世界合成材料的发展趋势旨在减少这些材料的生产、使用和处理对环境的负面影响。在这方面,最有前途的是由植物纤维增强的生物合成材料。由于植物纤维的生态性,它们的小重量,加上高机械性能和生物降解,已经被用于汽车、建筑和其他行业。研究了2022年8月在阿尔泰共和国采集的荨麻疹样本。这项工作的目的是在纵向和横向分离和研究荨麻疹技术纤维结构,确定突出纤维的几何和物理机械特性。荨麻茎的横切结构和突出的纤维被电子显微镜分析。茎的照片清楚地显示了三个区域:外层覆盖层,球状层,血管层。荨麻疹层包含椭圆形不均匀厚度的基本纤维,直径10-30 m。为了排出纤维,他们在18小时内用2%的碳酸氢钠溶液从绿茎上取下化学烧杯。tma -60 -290 mkm的弹性强度特征是由tma -60的拉伸决定的。jung模块的强度和强度随技术纤维横断面的减少而增加,分别为306.7 mpa和12.67 gpa,厚度为60 mkm。实验研究的结果与著名的植物纤维特性——亚麻、大麻、荨麻疹、双屋和拉米——的文学数据相匹配。由于荨麻疹细胞系的长度足够长,可以根据这些细胞系制作定向聚合物复合材料,例如湿滚法。在polymer composite materials开发中,现代世界的趋势是在开发设备、功能和功能方面的新冲击。在这个regard中,生物composites与plant fibers重新组合是最重要的。《星球大战》、《地下友谊》、《地下友谊》、《地下友谊》、《地下友谊》、《地下友谊》、《地下友谊》和《地下友谊》。Herein,我们在阿尔泰共和国的豪华城市里展出了samples harvested, August 2022。这是一种由植物组成的工业urtica dioica fibers和交叉测试,以及由植物植物的物理机械组成的measure。交叉的秘密urtica dioica stem和isolated bast fibers在电子显微镜下展示。三层楼高:外层、基层层和vascular层。在十字路口的10-30米(10-30米)。在18岁的时候,有2%的绿色胶合板被涂在了绿色胶合板上。在工业菲亚特的交叉部分,306.7 MPa和12.67 GPa,反应,用三尖刺比60。在bast plant - flax, hemp, sting nettle和ramie,以及在composite materials中使用相同的数据。这是一种基于网络的技术武器,它是一种基于网络的多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力多力。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
ISOLATION AND TESTING OF URTICA DIOICA BAST FIBERS
Современные мировые тенденции развития полимерных композиционных материалов направлены на уменьшение негативного воздействия на окружающую среду при изготовлении, эксплуатации и утилизации таких материалов. В этом плане наиболее перспективными являются биокомпозиты, армированные растительными волокнами. Благодаря экологичности растительных волокон, их малому весу в сочетании с высокими механическими свойствами и биоразлагаемостью, композиты на их основе уже находят применение в автомобилестроении, строительстве и других отраслях промышленности. В работе исследованы образцы крапивы двудомной, собранные в Республике Алтай в августе 2022 года. Целью данной работы являлось выделение и исследование структуры технических лубяных волокон крапивы в продольном и поперечном направлении, определение геометрических и физико-механических характеристик выделенных волокон. Структуру поперечного среза стебля крапивы и выделенных лубяных волокон исследовали с помощью электронного микроскопа. На фотоснимках стебля четко выделяются три зоны: наружный покрывной слой, лубяной слой, сосудистый слой. Лубяной слой крапивы содержит элементарные волокна овальной формы неодинаковой толщины с поперечным размером 10-30 мкм. Для выделения лубяных волокон провели химическую варку снятых с зеленого стебля оболочек крапивы в 2 %-ном водном растворе кальцинированной соды в течение 18 часов. Упруго-прочностные характеристики выделенных технических волокон толщиной 60-290 мкм определяли при растяжении на приборе ТМА-60. Найденные значения прочности и модуля Юнга увеличиваются с уменьшением поперечного сечения технических волокон и достигают 306,7 МПа и 12,67 ГПа, соответственно, при толщине образца 60 мкм. Полученные результаты экспериментальных исследований согласуются с известными литературными данными по свойствам волокон лубяных растений – лен, конопля, крапива двудомная и рами, которые уже находят применение в композиционных материалах. Благодаря достаточной длине выделенных лубяных технических волокон крапивы, на их основе могут быть изготовлены ориентированные полимерные композиционные материалы, например методом мокрой намотки. Modern world trends in the development of polymer composite materials are aimed at reducing the negative impact on the environment during the manufacture, operation and disposal of such materials. In this regard, biocomposites reinforced with plant fibers are the most promising. Due to the environmental friendliness of plant fibers, their low weight, combined with high mechanical properties and biodegradability, composites based on them are already being used in the automotive industry, construction and other industries. Herein, we examined urtica dioica samples harvested in the Republic of Altai, August 2022. This study aimed to isolate industrial urtica dioica fibers and test them lengthwise and crosswise, and measure the geometry and physical mechanics of the isolated fibers. The structures of the cross-sectional urtica dioica stem and of the isolated bast fibers were examined by scanning electron microscopy. The SEM images of the stem clearly showed the three regions: the outer layer, bast layer, and vascular layer. The bast layer of urtica dioica contains unequally-thick, oval-shaped elementary fibers of 10-30 μm in cross-section. The fibers were isolated by chemical digesting the green stem shell ripped of urtica dioica in a 2% calcined soda for 18 h. The elastic-strength characteristics of the isolated industrial fibers of 60–290 μm thick were tested to tension on a TMA-60 device. The resultant strength and the elastic modulus were increasing with a decrease in the cross-section of the industrial fibers, achieving 306.7 MPa and 12.67 GPa, respectively, with the sample thickness being 60 μm. The obtained results of experimental studies are consistent with the known literature data on the properties of fibers of bast plants - flax, hemp, stinging nettle and ramie, which are already being used in composite materials. Due to the sufficient length of the isolated bast technical fibers of nettle, oriented polymer composite materials can be made on their basis, for example, by wet winding.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信