Compression Behavior of Biodegradable Thermoplastic Plasticizer-Containing Composites

Abstract

Thermoplastic starch-based composites generate worldwide interest as they are based on green raw materials and undergo complete degradation. The composites were first fabricated from starch and sisal fibers as the major materials via the forming process. The effect of starches with different contents of single- and multicomponent plasticizers on the cushioning properties of the composites was studied. An increase in plasticizer contents within a certain range is shown to enhance materials resistance to pressure and its cushioning performance. With the multicomponent plasticizer content of 15%, the resistance to pressure for four types of composites prepared at different weight ratios of formamide and urea were of the order of 2:1>1:1>1:2, and that of the four types of composites fabricated at different weight ratios of glycerol and ethylene glycol were of the order of 1:2>2:1>1:1. Multicomponent plasticizer-containing starch-based composites are shown to be irregular elastomers and the stress-strain relation to be first defined by a hyperbolic tangent curve function and then by the tangent one.

Композиты на основе термопластичного крахмала оказались в центре внимания как отечественных, так и зарубежных ученых, так как они основаны на экологичном сырье и полностью разлагаются. Такие композиты получали формовкой с использованием крахмала и сизалевых волокон в качестве основных материалов. Изучено влияние термопластичного крахмала с различной долей простых и составных пластификаторов на амортизационные свойства композитов. Экспериментальные результаты показали, что в определенных пределах с увеличением содержания пластификаторов повышаются сопротивление материала давлению и его амортизационные характеристики. При содержании составного пластификатора 15% сопротивление давлению четырех типов композитов, полученных с использованием различных массовых соотношений фомамида и мочевины, изменяется в ряду 2:1>1:1>1:2, а с использованием различных массовых соотношений глицерина и этиленгликоля в последовательности 1:2>2:1>1:1. Композиты на основе крахмала, содержащие составной пластификатор, являются нерегулярными эластомерами, и зависимость между напряжением и деформацией описывается в первую очередь функцией гиперболической тангенсоиды и во вторую очередь функцией тангенсоиды.

Композити на основі термопластичного крохмалю виявилися в центрі уваги як вітчизняних, так і зарубіжних вчених, так як вони засновані на екологічної сировині і повністю розкладаються. Такі композити отримували формуванням з використанням крохмалю і сизалевих волокон в якості основних матеріалів. Вивчено вплив термопластичного крохмалю з різною часткою простих і складових пластифікаторів на амортизаційні властивості композитів. Експериментальні результати показали, що в певних межах зі збільшенням вмісту пластифікаторів підвищуються опір матеріалу тиску і його амортизаційні властивості. При утриманні складеного пластифікатора 15% опір тиску чотирьох типів композитів, отриманих з використанням різних масових співвідношень фомаміда і сечовини, змінюється в ряду 2: 1> 1: 1> 1: 2, а з використанням різних масових співвідношень гліцерину і етиленгліколю - в послідовності 1 : 2> 2: 1> 1: 1. Композити на основі крохмалю, які містять складовою пластифікатор, є нерегулярними еластомерами, і залежність між напруженням і деформацією описується в першу чергу функцією гіперболічної тангенсоіди і в другу чергу функцією тангенсоіди.