Mechanochemical functionalization method of hardwood processing wastes for obtaining wood polymer composite based on recycled polymer | Lapu koka blakusproduktu mehāniski-ķīmiskās funkcionalizēšanas paņēmiena izstrāde koksnes polimēra kompozīta uz reciklēta polimēra bāzes ieguvei

English. In the research, grey alder mechanical processing by-products - sawdust and bark from “Saules-1”Company Ltd. (Latvia) were used for obtaining lignocellulosic filler, but recycled polypropylene as a polymer matrix. The mechanochemical treatment in the presence of the reaction mixtures of ammonium hydroxide and persulphate ammonium with a different composition (O/NH3) was carried out using a planetary mill “Retsch” with a rotation speed of 300−600 rpm and a modification time of 0.5−3 h. Reaction mechanism of the functionalization represented, in general, a complex set of consecutive and competitive radical reactions, having both oxidative destructive and polymerization character. With lignocellulosic matrix degradation and decreasing the amount of ether bonds and OH-groups, the formation of new amide, imide, C-N-C and other new covalent bonds were progressed. The nitrogen content in the treated microparticles increased from to 3.4% and 4.2%, while it’s content in the initial wood residue did not exceed 0.3%. Basing on the obtained results, the optimal functionalization parameters for the lignocellulosic by-products were found. The modification of sulphate lignin derived from a black liquor of Kehra pulp and paper mills with a biopolymer, containing amine groups, in aqueous medium resulted in the obtaining of a new interfacial modifier, which allowed to increase the adhesion between recycled polypropylene and lignocellulosic particles. The developed mechanical-chemical functionalization method reduced the reaction duration by ten times and more, as well as dropped the reagents and water consumption, compared to the previously developed method of ammoxidation.

Latvian. Darba mērķis bija pilnveidot amooksidēšanas paņēmienu, izmantojot mehāniski-ķīmiskās aktivēšanas pieeju, lapu koka blakusproduktu kā pildvielas izmantošanai kompozītmateriāla ieguvei ar uzlabotām īpašībām uz reciklētā polimēra bāzes. Kā lapu koka pārstrādes produkti tika izvēlētas baltalkšņa zāģskaidas un mizas no SIA „Saules-1”. Mehāniski-ķīmiskās funkcionalizēšana tika veikta planetārās lodīšu dzirnavās ūdens amonjaka un amonija persulfāta klātbūtnē. Tika izpētīta mehāniski-ķīmiskās aktivēšanas režīma parametru (ātrums, laiks) ietekme uz amooksidēto daļiņu iznākumu, slāpekļa saturu un to komponent- un frakcionālsastāvu, kā arī uz hidrofobām īpašībām. Modificējot sulfātlignīnu (Kehra, Igaunija) ar dabisko polimēramīnu ūdens vidē tika iegūts jaunais starpfāžu modifikātors, kas ļāva paaugstināt adhēzijas mijiedarbību starp reciklēto polimērmatricu un koksnes mikrodaļiņām kompozītmateriālā. Tika konstatēts, kā mehāniski-ķīmiskās modificēšanas pieeja baltalkšņa blakusproduktu funkcionalizēšanai desmitkārtīgi un vairāk samazina amooksidēšanas ilgumu, pazemina reaģentu un ūdens patēriņu salīdzinājumā ar koksnes amooksidēšanas metodi, kas tika izstrādāta Valsts Pētījuma Programmā (NatRes). Sagatavotie koksnespolimēra kompozītparaugi uz otrējā polipropilēna bāzes, kas tika pildīti ar funkcionalizētajām skaidu un mizu mikrodaļiņām, gan bez izstrādātā starpfāžu modifikatora, gan tā klātbūtnē, raksturojās ar paaugstinātām mehāniskajām īpašībām un samazinātu ūdens sorbciju salīdzinājumā ar kompozītiem, kas kā pildvielu satur izejas blakusproduktus.