Kompozyty otrzymywane z materialu lignocelulozowego ze slomy rzepakowej oraz z polimerow termoplastycznych

Światowa produkcja nasion rzepaku wynosi ponad 36 mln ton. Słoma rzepakowa jest odpadem przy uprawie rzepaku i nie znalazła do tej pory szerszego praktycznego wykorzystania. Brak jest jakichkolwiek światowych doniesień literaturowych na temat stosowania wyodrębnionych fragmentów łodyg rzepaku do wytwarzania kompozytów polimerowych. W pracy została przedstawiona metoda otrzymywania kompozytów polimerów termoplastycznych z materiałem lignocelulozowym pochodzącym ze słomy rzepakowej. Kompozyt w formie granulatu może być poddawany takim technikom przetwórczym jak wtryskiwanie lub prasowanie. W części doświadczalnej pracy zostały zaprezentowane badania nad kompozytami zawierającymi sześć różnych odmian rzepaku: Kana, Kaszub, Lubusz, Marita, Mazur i Pomorzanin. Badania wykazały brak istotnych różnic właściwości mechanicznych pomiędzy kompozytami zawierającymi 15% materiału lignocelulozowego pochodzącego ze słomy różnych odmian rzepaku. Na podstawie estetyki wyglądu oraz właściwości kompozytów można stwierdzić, że nowe materiały kompozytowe otrzymane na bazie rzepaku mogą znaleźć zastosowanie np. w motoryzacji, przemyśle meblarskim oraz budownictwie.

World crops of rape oilseed are estimated over 36 million tons. So far, there have not been known any methods of wide exploitation rape stems as a waste material. In this work we present a new method of use lignocellulosic materials from rape in order to manufacture polymer composites. Expected increase in the crops of rape in the context of biofuel production may supply a new source of cheap and easily renewable materials with the potential for polymer filling. The research work which we have carried out before, shows that the amount of the wooden substance in rape stem exceeds 80% and the average cellulose content in wooden parts of winter rape stem ranges from 35% to 40%. This study describes a new method of manufacturing composites from rape and thermoplastic polymers. The first stage of the process aimed to obtain this material involves cutting up rape stems into small pieces and removing parenchyma. The next steps are mercerization and modification with the acetic anhydride. Mercerization changes the structure of the native cellulose I to the polimorphic cellulose II and also removes lignin, pectin, waxy substances and natural oils. The modification process leads to improved adhesion between lignocellulosic material and polymer matrix. The composite material is obtained during extrusion process from mixture of commercial granulate of thermoplastic polymer and modified material from rape stems. The composite obtained in a form of granulate is ready for processing, such as injection moulding or press methods. Our previous investigations on composite rape stem/isotactic polypropylene confirm good mechanical properties of this new composite. The experimental part of this work presents the mechanical properties of composites isotactic polypropylene/rape containing straw of various varieties of winter rape (Kana, Kaszub, Lubusz, Marita, Mazur and Pomorzanin). The investigations have demonstrated that there were insignificant decreases in mechanical properties of composites containing straw from different varieties of rapeseed. The composites containing 15% of lignocellulosic materials from rape display a higher Young’s modulus and lower tensile strength as well as lower impact strength as compare with polypropylene matrix. Mechanical properties and aesthetic quality of products confirm that composites based on thermoplastic polymers and lignocellulosic materials from rape straw are useful for different applications, for example automotive, furniture and building industry.