Дослідження присвячене створенню та модифікації деревинно полімерних композитів (ДПК), що поєднують властивості деревини та полімерів і мають перспективи застосування у будівництві та інших галузях. Розглянуто використання мінеральних наповнювачів (зольний пил, фосфогіпс) та органічних модифікаторів (стеаринова кислота, епоксидована соєва олія).
Мета роботи – розробка технологій виготовлення композитів з високою міцністю, довговічністю та стійкістю до зовнішніх впливів. Проведено експериментальні дослідження впливу добавок на фізико механічні, технологічні та експлуатаційні властивості матеріалів.
Встановлено, що введення стеаринової кислоти у кількості 0,8–1,25 мас.% забезпечує покращення міцності при вигині (до 51,3 МПа, +20%) та ударної в’язкості (+37%), а також зменшує водопоглинання й коефіцієнт термічного розширення. Оптимізація її вмісту сприяє підвищенню стабільності та продуктивності процесу екструзії.
Вперше показано, що введення 0,5 мас.% епоксидованої соєвої олії значно покращує характеристики композиту: ударна в’язкість зростає майже утричі (до 20,0 кДж/м²), міцність при вигині – до 50,8 МПа, коефіцієнт термічного розширення зменшується на 15%. Подальше збільшення її вмісту призводить до погіршення механічних властивостей, що визначає оптимальний рівень модифікації.
Заміщення кальциту зольним пилом сприяє зменшенню водопоглинання, термічного розширення та усадки, а також підвищує міцність при вигині (до 55,8 МПа). Водночас ударна в’язкість знижується більш ніж удвічі, що потребує врахування при практичному застосуванні. Використання фосфогіпсу як альтернативного наповнювача забезпечує стабільність властивостей композиту та знижує собівартість виробів, відкриваючи нові можливості для екологічно орієнтованого виробництва.
Побудовані регресійні моделі підтвердили значущий вплив модифікаторів, при цьому взаємодія між епоксидованою соєвою олією та зольним пилом виявилася статистично незначущою, що свідчить про адитивний характер їхнього впливу.
Розроблені високонаповнені композити з гібридним наповнювачем поєднують екологічність та економічну ефективність, використовуючи переважно відходи та вторинні матеріали. Вони характеризуються високою міцністю, стійкістю до термічних деформацій та водостійкістю, довговічністю та стійкістю до біологічних чинників. Це робить їх придатними для застосування у зовнішніх конструкціях (тераси, огорожі, фасади), а також у виробництві меблів.
Розроблена рецептура успішно апробована у виробничих умовах. Експериментальна партія підтвердила стабільність властивостей, економічну ефективність та екологічну доцільність підходу. Впровадження забезпечило зниження собівартості, енергоспоживання та мінімальні витрати на адаптацію технології, що свідчить про готовність матеріалу до серійного застосування та його конкурентоспроможність на ринку оздоблювальних виробів.
Результати дослідження мають наукову новизну та практичне значення для створення екологічно безпечних, стабільних і технологічно ефективних матеріалів, що відповідають сучасним вимогам сталого розвитку.
