В чем содержится растительная клетчатка: Продукты с высоким содержанием клетчатки — ФГБУ «НМИЦ ТПМ» Минздрава России

Содержание

Клетчатка – пищевые волокна для здоровья

03 февраля 2020

●Bonduelle

●Полезные советы


Следите ли вы за тем, сколько клетчатки в день вы употребляете? Как правило, большинство из нас ограничивается подсчетом калорий и соотношением белков, жиров и углеводов. Однако питание можно назвать сбалансированным только в том случае, если в нем присутствует достаточное количество клетчатки.

Клетчатка – это нерастворимые растительные пищевые волокна, основной компонент продуктов растительного происхождения. Она не усваивается организмом и при этом выполняет множество полезных функций.

Как просто и наглядно понять, что такое клетчатка

Представьте себе, что вы делаете сок из овощей или фруктов. Положили их в соковыжималку, вжик – и напиток готов. Потом вы очищаете контейнер гаджета от жмыха. Все то, что вы выкинули, и есть клетчатка.

Какая бывает клетчатка?


Клетчатка бывает двух видов — растворимая и нерастворимая, и оба они нужны и не заменяют один другой. Хорошая новость – практически неразлучны и одновременно присутствуют в продуктах, содержащих клетчатку.

Больше всего растворимой клетчатки (пектин, гемицеллюлоза, смола, альгиназа, камедь) в яблоках, брокколи, цитрусовых, муке грубого помола, ягодах, гречке, овсяных хлопьях, орехах, бобовых. Нерастворимой (целлюлоза, лигнин) – в кожуре овощей и фруктов, бобовых, коричневом рисе, отрубях.

Что делает клетчатка?


– Нормализует микрофлору кишечника, что является профилактикой заболеваний ЖКТ. Клетчатка выступает пребиотиком, она увеличивает численность полезных микроорганизмов: лактобактерий и бифидобактерий. Микрофлора кишечника влияет на корректную работу абсолютно всех других органов, повышает иммунитет и снижает уровень стресса.

– Действует как абсорбент и выводит токсины: продукты, богатые клетчаткой, возглавляют список антиоксидантов

– Быстро насыщает и при этом уменьшает чувство голода, поэтому способствует сохранению стройности

– Сдерживает усвоение углеводов, особенно быстрых, то есть выступает инсулиновым помощником, регулируя подъем уровня глюкозы в крови

– Выводит холестерин и защищает сердечно-сосудистую систему, борется с атеросклерозом

– Снижает риск развития онкологии

Какая норма?


Согласно проведенным исследованиям наш рацион содержит недостаточное количество клетчатки, что ведет к росту сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний.

Наши предки ели много овощей: они были дешевле и доступнее мяса, пекли хлеб из цельнозерновой муки. Бурный рост производства внес коррективы в питание. Злаки стали очищать от оболочки, появилась мука высшего сорта. Затем свою лепту внесли химики в виде усилителей вкуса, «подсаживающих» нас на фастфуд. На их фоне естественный вкус цветной капусты или шпината выглядит не слишком выразительным.

Диетологи рекомендуют в качестве дневной нормы для взрослого человека (с 18 лет) употреблять 34 грамма клетчатки мужчинам и 28 граммов женщинам.


Призываем пересмотреть свои взгляды на питание, если сейчас оно далеко от идеального. Постарайтесь отказаться от искусственно вкусной еды или хотя бы снизить ее количество в пользу здоровых продуктов. Через короткое время вы почувствуете изменения на физическом и психологическом уровне. Та же цветная капуста или шпинат, приготовленные с яркими специями, раскроются вам совершенно с новой стороны.

4 совета, как просто и комфортно ввести клетчатку в рацион


Если в вашем рационе наблюдается недостаток клетчатки и вы решили исправить ситуацию, делайте это постепенно. Резкое увеличение может привести к метеоризму, поэтому добавляйте 1-2 грамма ежедневно.


– Ешьте овощи и фрукты с кожурой, в них содержится больше всего пищевых волокон. А вот соков избегайте: в них клетчатки не осталось. Так, в 100 граммах апельсина клетчатки 2,5 грамма, в 100 мл апельсинового сока – 0,2 грамма. Чувствуете разницу? Попробуйте пить смузи, они самый простой способ «добрать» необходимое дневное количество не только клетчатки, но также овощей (400 граммов) и фруктов (500 граммов).


– Замените привычные гарниры на овощные, разнообразьте меню салатами. По возможности добавляйте овощи и фрукты в каждый прием пищи и замените ими снеки и печенье в перекусах.

– Включите в список обязательных ежедневных продуктов бобовые. Расширьте кулинарную палитру блюд. Например, чечевица. Из нее можно приготовить оладьи на завтрак, суп на обед и карри на ужин.

– Не забывайте про орехи: они и клетчаткой обеспечат, и украсят вкус блюда. Фисташки, арахис и миндаль содержат больше всего клетчатки.

Содержание клетчатки в крупах. В каких продуктах содержится клетчатка

Клетчатка — одно из лучших средств для похудения, поддержания нормальной работы кишечника. Поэтому каждый человек, заботящийся о своем здоровье, должен включить в ежедневный рацион, продукты, содержащие клетчатку, чтобы вывести из организма шлаки, токсины, предотвратить заболевания сердечно-сосудистой системы. Сегодня мы расскажем, какие продукты питания содержат много клетчатки.

Виды клетчатки

Клетчатка делится на два вида: растворимая и нерастворимая. Продукты, богатые на клетчатку первого вида, — яблоки, капуста, цитрусовые фрукты, брокколи, мука грубого помола, различные ягоды, семечки, овес. Такую клетчатку можно превратить в желеобразную массу, она более бережно относится к желудку.

Нерастворимая растительная клетчатка содержится в таких продуктах питания, как бобовые, зерновые культуры (преимущественно в их оболочке), в кожуре овощей и фруктов.

В каких продуктах содержится клетчатка

Мы уже рассказывали о пользе и норме употребления клетчатки , у вас не должно возникнуть сомнений насчет необходимости ее употребления. Взрослому человеку достаточно 20-30 грамм клетчатки, чтобы избежать проблем с пищеварением, микрофлорой кишечника, выведением токсинов и тяжелых металлов. Поэтому важно знать, в каких продуктах питания есть клетчатка.

Продукты, содержащие много растительной клетчатки, — это, в первую очередь, стебли, корни, плоды, клубни и листья. Список продуктов, содержащих много клетчатки, начинается с привычных нам овощей. Морковь, огурцы, помидоры, свекла, горох, фасоль, брокколи, редис — овощи, богатые клетчаткой. К продуктам, содержащим клетчатку, относятся фрукты, ягоды и орехи. Особенно груша, яблоко, виноград, персики, фисташки и инжир.

Но самое высокое содержание клетчатки в таких продуктах, как гречка, овсяные хлопья и других видах цельного зерна. Особенно полезен хлеб с отрубями. Теперь вы знаете, в каких продуктах содержится растительная клетчатка.

Обращаем ваше внимание, что продукты, содержащие много клетчатки, необходимо употреблять свежими, нельзя их подвергаться тепловой обработке. Избегайте следующих добавок в продуктах: инулин, полидекстроз, мальтодекстрин.

Многие люди употребляют молоко, рыбу, мясо, сыр, думая, что обогащают свой организм полезными волокнами, но отметим, что это продукты, не содержащие клетчатку.

Количество клетчатки в продуктах питания

Ниже представлен список продуктов с большим содержанием клетчатки. Количество клетчатки в продуктах указано на 100 грамм:

  • Фасоль и горох — 15%;
  • Белый рис и пшеница — 8%;
  • Овес и ячмень — 8-10%;
  • Орехи, миндаль, оливки -10-15%;
  • Свежие овощи — 2-5%. Овощи с наибольшим количеством клетчатки: зеленый горошек, брюссельская капуста, брокколи, спаржа, морковь;
  • Ягоды — 3-7%. Малина и ежевика содержат клетчатку в наибольшем количестве;
  • Фрукты и цитрусовые — 5-10%. Больше всего клетчатки в следующих фруктах: бананы, персики, груши и яблоки.

Продукты, содержащие клетчатку: таблица

Если вы не знаете, в чем содержится клетчатка, таблица, представленная ниже, вам поможет разобраться в этом вопросе. Мы представляем вашему вниманию продукты, содержащие клетчатку: таблица очень простая, вы сможете быстро составить себе рацион питания, включив в него продукты, в которых содержится клетчатка.

Наименование Количество Клетчатка (в граммах)
Фрукты
Яблоки с кожицей 1 среднее 5,0
Абрикос 3 средних 0,98
Абрикосы, сушёные 5 частей 2,89
Банан 1 средний 3,92
Черника 1 чашка 4,18
Мускусная дыня, кубики 1 чашка 1,28
Сушёные финики 2 средних 3,74
Грейпфрут 1/2 среднего 6,12
Апельсин 1 средний 3,4
Персик 1 средний 2,0
Персики, сушеные 3 части 3,18
Груша 1 средняя 5,08
Слива 1 средняя 1,0
Изюм 1,5 унции 1,6
Малина 1 чашка 8,34
Клубника 1 чашка 3,98
Овощи
Авокадо (фрукт) 1 средний 11,84
Свекла, приготовленная 1 чашка 2,85
Листья свеклы 1 чашка 4,2
Бок чой, приготовленный 1 чашка 2,76
Брокколи, приготовленный 1 чашка 4,5
Брюссельская капуста 1 чашка 2,84
Кочанная капуста, приготовленная 1 чашка 4,2
Морковь 1 средняя 2,0
Морковь, приготовленная 1 чашка 5,22
Цветная капуста, приготовленная 1 чашка 3,43
Шинкованная капуста 1 чашка 4,0
Сладкая кукуруза 1 чашка 4,66
Зеленая фасоль 1 чашка 3,95
Сельдерей 1 стебель 1,02
Листовая капуста, приготовленная 1 чашка 7,2
Свежий лук 1 чашка 2,88
Горох, приготовленный 1 чашка 8,84
Сладкий перец 1 чашка 2,62
Воздушная кукуруза 3 чашки 3,6
Картофель запечённый «в мундире» 1 средний 4,8
Шпинат, приготовленный 1 чашка 4,32
Тыква обыкновенная, приготовленная 1 чашка 2,52
Сладкий картофель, варёный 1 чашка 5,94
Мангольд, приготовленный 1 чашка 3,68
Помидор 1 средний 1,0
Тыква крупноплодная столовая, приготовленная 1 чашка 5,74
Цуккини, приготовленные 1 чашка 2,63
Зерновые, зёрна, макаронные изделия
Хлеб с отрубями 1 чашка 19,94
Цельно зерновой хлеб 1 ломтик 2,0
Овёс 1 чашка 12,0
Цельно зерновые макаронные изделия 1 чашка 6,34
Коричный рис 1 чашка 7,98
Бобовые, орехи, семечки
Миндаль 1 унция (28,35 гр) 4,22
Чёрные бобы, приготовленные 1 чашка 14,92
Орехи кешью 1 унция (28,35 гр) 1,0
Семена льна 3 ложки 6,97
Плоды (бобы) нута, приготовленные 1 чашка 5,8
Фасоль, приготовленная 1 чашка 13,33
Чечевица, приготовленная 1 чашка 15,64
Бобы лима, приготовленные 1 чашка 13,16
Арахис 1 унция (28,35 гр) 2,3
Фисташки 1 унция (28,35 гр) 3,1
Тыквенные семечки 1/4 стакана 4,12
Соевые бобы, приготовленные 1 чашка 7,62
Семечки 1/4 стакана 3,0
Грецкие орехи 1 унция (28,35 гр) 3,1

Клетчатка — это пустотелые волокна растительной пищи, которые нужны человеку для нормальной жизнедеятельности. Она улучшает пищеварение, стимулирует перистальтику. Ее недостаток грозит развитием анемии, желчнокаменной болезни, ожирения, атеросклероза, сахарного диабета и других, не менее грозных заболеваний. Было бы полезно пересмотреть свое питание и ввести в меню растительную пищу с большим количеством волокон.

Знания о том, в каких продуктах содержится клетчатка, позволят разнообразить свой рацион с пользой для здоровья. Список таковых можно разбить на подразделы.

Крупы

Много пищевых волокон содержится в крупах, таких как пшеничная, овсяная, перловая, гречневая, рисовая и другие.

Важно употреблять в пищу каши из цельного зерна. Измельченные и обработанные специальным способом крупы быстрого приготовления не содержат клетчатку. Они, хотя и удобны в плане готовки, не имеют такой ценности, как цельнозерновые.

Отруби

Отруби — остаточное сырье мукомольного производства, представляющее твердую оболочку зерна, которая на 75-80% состоит из пищевых волокон. Все содержащие клетчатку продукты полезны, но отруби лидируют по силе воздействия.

Перед применением рекомендуется запарить отруби кипятком. Смесь употребляют перед едой, запивая большим количеством воды. Вводят отруби в рацион постепенно, начиная с 1/2 ч. л. и доводя, в течение нескольких недель, до 1 ст. л. по 3 раза в день.

В отделах здорового питания и аптеках можно купить фасованные отруби разных видов: пшеничные, кукурузные, ячменные, овсяные, рисовые. Часто их обогащают фруктовыми и овощными добавками.

Таблица: Клетчатка в крупах и отрубях

Продукт (100 грамм)
Клетчатка (г)
Отруби пшеничные 42,8
Отруби овсяные 15,4
Отруби кукурузные 85,5
Овсянка «Геркулес» 6,0
Каша гречневая 2,7
Каша перловая 2,5
Каша ячменная 3,8
Белый рис (отварной) 0,9
Коричневый рис (отварной) 1,8

Ягоды и фрукты

Клетчаткой снабдят организм фруктовые плоды (груши, яблоки, абрикосы, виноград, бананы), а также ягоды (смородина, малина, клубника). В рационе должны присутствовать сухофрукты — изюм, курага, финики.

Много клетчатки содержится в кожуре, но следует учитывать, что привозные плоды, с целью транспортировки и длительного хранения, обрабатывают специальными средствами. Кожуру с заморских товаров лучше срезать или тщательно мыть под проточной водой, применяя жесткую губку.

Овощи

Превосходным источником пищевых волокон являются огородные плоды. Полезно включать в меню картофель, капусту, морковь, свеклу, огурцы, спаржу, шпинат, а также бобовые — чечевицу, фасоль, горох.

При термической обработке пустотелые волокна частично разрушаются. Предпочтение следует отдавать овощам, которые можно есть в сыром виде.

Орехи

Достаточным количеством клетчатки могут похвастаться грецкие и лесные орехи, кешью, сырой миндаль, арахис, а также фисташки, слегка обжаренные без масла и соли.

Кроме вышеперечисленного, рекомендуется употреблять в пищу семена льна, тыквенные и подсолнечные семечки. Покупая мучные продукты, лучше делать выбор в пользу макаронных изделий из твердых сортов пшеницы и хлеба из цельнозерновой муки.

Растворимая и нерастворимая клетчатка

Принято разделять клетчатку на растворимую и нерастворимую формы. Организму нужны оба вида пищевых волокон. Чем разнообразнее будет пища на столе, тем легче соблюсти баланс.

Таблица: Содержание нерастворимой клетчатки во фруктах и овощах

Продукты (100 г)
Клетчатка (г)
Продукты (100 г)
Клетчатка (г)
Апельсины 1,4 Лимоны 1,3
Ананасы 0,4 Морковь 1,2
Абрикосы 0,8 Огурцы 0,7
Арбузы 0,5 Персики 0,9
Бананы 0,8 Перец сладкий 1,4
Баклажаны 1,3 Помидоры 0,8
Вишня 0,5 Смородина черная 3,0
Виноград 0,6 Смородина красная 2,5
Груша 0,6 Сливы 0,5
Дыня 0,8 Свекла 0,9
Картофель 1,2 Хурма 0,5
Капуста белокочанная 1,4 Черешня 0,3
Лук репчатый 0,7 Яблоки 0,6

Грубые растительные волокна не расщепляются. Они адсорбируют воду, увеличивают объем каловых масс. Проходя по кишечнику транзитом, волокна избавляют его от застаревших шлаков.

Таблица: Растворимая клетчатка в продуктах питания (пектины)

Продукты (100 г)
Пектины (г)
Продукты (100 г)
Пектины (г)
Арбузы 1 – 1,5 Персики 5 – 8,9
Абрикосы 3,9 – 8,6 Перец сладкий 6 – 8,7
Айва 5,3 – 9,6 Помидоры 2 – 4,1
Баклажаны 5,2 – 8,7 Сливы 3,6 – 5,3
Виноград 0,8 –1,4 Смородина черная 5,9 – 10,6
Груши 3,5 – 4,2 Смородина красная 5,5 – 12,6
Клубника 3,3 – 7,9 Свекла 0,7 — 2
Малина 3,2 – 6,7 Тыква 2,6 – 9,3
Морковь 6 — 8 Черешня 1,7 – 3,9
Огурцы 5,9 – 9,4 Яблоки 4,4 – 7,5

Пектины преобладают в составе растворимой клетчатки. Их количество колеблется в зависимости от сорта, степени созревания продукта и других факторов. Кроме пектинов в пищевых волокнах присутствуют инулин, слизи, камеди, натуральные смолы. Эти вещества участвуют в процессах очищения крови, выводят из тканей токсины и желчные кислоты, удаляют плохой холестерин.

Норма потребления

  • До 4 лет — 19 г;
  • До 8 лет — 25 г;
  • Мальчики до 13 лет — 31 г;
  • Подростки и взрослые мужчины — до 38 г;
  • Девушки и женщины — ежедневно 25-30 г.

При беременности объем потребляемой клетчатки остается прежним. Растительные волокна улучшают работу кишечника и помогают будущей маме справляться с запорами.

Особенности усвоения клетчатки

Многим известно, что есть продукты с высоким и низким гликемическим индексом. Первые очень быстро отдают энергию организму, способствуют отложению жира и негативно влияют на уровень сахара.

Продукты с высоким содержанием клетчатки имеют низкий ГИ и усваиваются медленно. Благодаря тому, что процесс переваривания пищи проходит постепенно, снижается нагрузка на поджелудочную железу. Людям, склонным к заболеванию сахарным диабетом, клетчатка помогает избежать скачков глюкозы в крови.

Совет: Принимая пищу, богатую клетчаткой, необходимо выпивать достаточное количество воды — около 2,5 литров в сутки. В противном случае пищевая целлюлоза утратит свою адсорбирующую функцию.

Противопоказания и вред

Употребление клетчатки стоит ограничить при колите, язве желудка, проктите.

Потребление слишком большого количества пищевых волокон чревато последствиями, такими как повышенное газообразование, вздутие живота, боли в кишечнике, рвота и понос.

Если учитывать противопоказания и придерживаться нормы, клетчатка не нанесет вреда. Прием пищи, богатой растительными волокнами, активизирует обменные процессы, снижает холестерин, помогает пищеварению, а значит ведет к здоровому похудению и профилактирует многие заболевания, связанные с работой кишечника, сердца и сосудов.

/

16.05.2018

Избавьтесь от опасных папиллом НАВСЕГДА

Простой и проверенный способ избавления от папиллом и бородавок без опасных последствий . Узнайте как >>

Клетчатка делится на два вида: растворимая (мягкая) и нерастворимая (грубая). Наибольшую пользу для нашего организма оказывают грубые волокна, являющиеся глюкозным полимером. Они не расщепляются в желудочно-кишечном тракте, выводятся естественным путем, не являются источником энергии. Грубая клетчатка снижает риск развития рака, помогает снизить вес, понижает синтез холестерина. Поэтому грубые волокна обязательно должны присутствовать в рационе каждого человека. Сегодня мы расскажем, в каких продуктах содержится грубая клетчатка.


Продукты, богатые грубой клетчаткой, необходимы организму человека для ускорения синтеза липазы в жировой ткани, регулирования количества глюкозы в крови, снижения холестерина в плазме, приведения в норму кишечную микрофлору, выведения желчных кислот, а также для того, чтобы избежать образования камней в желчном пузыре. Кроме того, клетчатка снижает риск запоров и геморроя, препятствует развитию рака.

Особую пользу грубая клетчатка приносит женскому здоровью. Если представительницы слабого пола регулярно употребляют продукты, содержащие клетчатку и грубые волокна, то риск заболеть раком молочной железы или раком яичников снижается.

Грубая растительная клетчатка, поступающая в организм из определенной пищи, не расщепляется в желудке, она начинает впитывать в себя токсины, вредные вещества. Это происходит за счет кремния, буквально притягивающего к себе тяжелые металлы, радионуклиды и вирусы.

На этом польза грубых волокон для организма не заканчивается. Если вы хотите поддерживать массу тела, снизить вес, то продукты, содержащие грубую клетчатку, должны стать основой вашего рациона. Она не только обладает низкой калорийностью, но и замедляет процессы усвояемости углеводов, белков и жиров. В желудке она значительно увеличивается в объеме, стимулируя работу кишечника и принося чувство сытости. Регулярное употребление такой пищи приводит к подавлению аппетита, выведению воды и натрия, созданию чувства насыщенности.

В каких продуктах содержится грубая клетчатка: список

К продуктам, богатым грубой клетчаткой, следует отнести отруби, пищу из муки грубого помола, каши и мюсли из твердых злаков, а также кукурузы и неочищенный рис. Добавляйте в салаты пророщенные зерна, отруби, овсяные хлопья.

К растительным продуктам, богатым грубой клетчаткой, также относят овощи и фрукты: цветная капуста, фасоль, брокколи, картофель, тыква, огурец, укроп, сладкий перец. Их желательно употреблять с кожурой, так как именно в ней максимальное количество грубой клетчатки. Поэтому не очищайте груши, яблоки, персики и другие фрукты от кожуры. Отметим, что термическая обработка не влияет на количество клетчатки. Но все-таки желательно употреблять их в сыром виде.

Норма потребления грубой клетчатки

Мы представили вам полный список продуктов с содержанием грубой клетчатки. Теперь важно рассказать о правилах и норме потреблениях продуктов, содержащих грубую растительную клетчатку.

В день взрослому человеку достаточно 25-40 грамм грубых волокон. Точная суточная потребность зависит от физической активности, веса, состояния здоровья. Чтобы получать такое количество грубой клетчатки, достаточно в день съедать 1,5 кг свежих фруктов, овощей. Обращаем внимание, что вводить данное вещество в организм нужно постепенно.

Неужели нам необходимо так много клетчатки, как заверяют врачи? Если так, то сколько? Можно ли переборщить? И действительно ли клетчатка может предотвратить рак? Как, черт возьми, избавиться от запора ?

Это всего лишь некоторые из многочисленных вопросов, которые можно услышать относительно клетчатки.

Что же такое пищевая клетчатка?

– это сложный углевод, состоящий из некрахмальных полисахаридов, устойчивого крахмала и/или целлюлозы. Проще говоря, когда вы слышите слово “клетчатка”, представьте себе растения, а именно овощи, фрукты, цельные зерна. Существует два вида клетчатки — растворимая и нерастворимая. Каждый из них уникален и обладает специфическими полезными свойствами.

Растворимая клетчатка

Этот тип клетчатки очень устойчив к пищеварительным ферментам в полости рта, желудке и тонкой кишке. В эту категорию входят смолы, пектины и инулин.

Смолы

стабилизируют продукты и увеличивают ее срок хранения. Также они придают продуктам текстуру. И, наверное, самое главное, замедляют всасывание глюкозы.

Пектины

по своей структуре немного отличаются от смол. Они более кислые, участвуют в абсорбции некоторых минералов, например, цинка. Пектины, так же как и смолы, снижают уровень сахара в крови. Самым известным источником пектина являются яблоки. Они являются основой для многих коммерческих препаратов, содержащих пектин.

Инулин

– это фруктоолигосахарид. Если вы читали статьи о пищеварении, вы знаете, что инулин является пробиотиком, который обеспечивает благоприятную среду для полезных бактерий в желудке. В таблице, расположенной ниже, вы увидите продукты, содержащие фруктоолигосахарид. Возьмите это на заметку.

Растворимая клетчатка содержится в овощах, бобах, ячмене, овсе и в некоторых других продуктах. Когда она попадает в толстый кишечник, полезные бактерии принимаются за работу и помогают расщепить ее, параллельно вырабатывая масляную и уксусную кислоту. Это помогает пищеварительной системе поддерживать кислотность.

Растворимая клетчатка не может обеспечить нас большим количеством энергии, так как дает около 2 калорий на 1 грамм
.

Каковы же полезные свойства растворимой клетчатки?

Стабилизирует уровень сахара в крови
. Растворимая клетчатка замедляет транзитное время (время, за которое пища попадает в организм и выходит из него) и способствует постепенному перевариванию еды. В частности, замедляется опустошение желудка и переваривание крахмала (и последующее попадание глюкозы в кровеносный поток). За счет того, что глюкоза медленнее усваивается, вы можете избежать резких перепадов уровня сахара в крови.

Снижает уровень липопротеинов низкой плотности
. В результате ферментации растворимой клетчатки образуются короткие цепочки жирных кислот – это приводит к снижению уровня липопротеинов низкой плотности в крови. Хорошая новость для тех, кто обеспокоен проблемой сердечно-сосудистых заболеваний!

Усиливает защиту от рака
. Клетчатка связывает ракообразующие токсины и выводит их из организма, не давая им причинить вред. Кроме того, когда клетчатка ферментируется в короткие цепочки жирных кислот, такиих как уксусная кислота, она помогает поддерживать кислотность в толстой кишке, тем самым убивая болезнетворные бактерии.

Нерастворимая клетчатка

Этот вид клетчатки не переваривается в нашем организме. В частности, это: лингин
, целлюлоза
или гемицеллюлоза
. Этот вид клетчатки содержится в пшенице и овощах. Его задачей является почощь в проведении еды и воды через пищеварительный тракт. В отличие от растворимой, нерастворимая клетчатка, не подвергается распаду в воде. Это означает, что она только разбухает как губка и добавляет объем в стул. Это увеличивает проходимость кишечника.

Существует несколько ключевых преимуществ нерастворимой клетчатки.

Меньше запоров
. Нерастворимая клетчатка добавляет объем в стул, это способствует очищению организма и, как результат, уменьшает количество запоров. Среди людей, которые придерживаются строгой диеты, наиболее распространенной жалобой является подверженность запорам. Есть исследования, которые доказывают, что употребление в пищу сырых отрубей увеличивает проходимость кишечника.

Очистка от токсичных веществ
. Если кишечник полностью не опорожняется или количество вредных бактерий превышает полезные, запускаются процессы гниения. Это означает, что токсичные вещества попадут в кровь и ткани организма. Благодаря тому, что нерастворимая клетчатка вступает в связь с токсинами и гормонами, ваш пищеварительный тракт будет в порядке. Вы будете надежнее защищены от рака, болезней кишечника и других заболеваний.

Возможно, вы слышали гипотезу о том, что недостаточное употребление в пищу клетчатки способствует развитию определенных заболеваний, таких как высокое кровяное давление, ожирение, болезни толстой кишки, а так же 30-40 других заболеваний. Если вы помешаны на исследованиях, прочтите работу докторов Дениса Беркитта (Denis Burkitt) и Хью Тровела (Hugh Trowell).

Сколько клетчатки нам нужно и из каких продуктов?

Во-первых, вы не должны полагаться на добавки, содержащие клетчатку. Лучше получать клетчатку из самых разнообразных живых продуктов питания. Одним из основных преимуществ является то, что таким образом вместе с клетчаткой мы получаем фитонутриенты, антиоксиданты, витамины, минералы… тысячи полезных веществ, многие из которых до сих пор не изучены.

Что касается нормы употребления клетчатки, то общая рекомендация составляют 25-30 г
в день. Некоторые эксперты склоняются к 40 г
в день. Диабетикам рекомендуется употреблять с пищей не менее 50 г
клетчатки в день.

При определении ваших потребностей следует помнить, что, например, бодибидерам, которые съедат огромное количество калорий, нужен соотвествующий объем клетчатки. Клетчатка – это тот компонент пищи, с которым можно и нужно экспериментировать, пока не получите подходящую вам дозировку.

Кстати, при увеличении употребления клетчатки вас может начать беспокоить вздутие живота. Так же при избыточном употреблении нерастворимой клетчатки у вас может появиться диарея (в основном из-за отрубей). Поэтому увеличивайте дозировку постепенно.

Итак, мы узнали, что такое клетчатка, где же нам ее найти?

Цельные зерна.

Цельные овсяные зерна содержат вид растворимой клетчатки, называемый бета-глюкан – клейкая растворимая клетчатка. Исследования показали, что этот вид клетчатки снижает холестерин. Овсяные отруби так же очень популярны из-за содержания в них клетчатки.

Рисовые отруби

также являются источником клетчатки. Доктор Энн Герхардт утверждает, что они уменьшают уровень липопротеинов низкой плотности.

Отруби какао-бобов.

Это внешний слой какао бобов. По словам доктора Дэвида Дженкинса из университета в Торонто, они защищают от окисленного холестерина и повышают уровень липопротеинов высокой плотности.

Коньячный маннан

– еще один интересный продукт. Он содержит высококонцентрированный глюкоманнан. Оказалось, что доктор Хасао-Линг Чен использовал этот вид растворимой клетчатки для уменьшения уровня липопротеинов низкой плотности.

Гречиха.

Один стакан каши содержит около 20% дневной нормы клетчатки.

Бобовые.

Фасоль, чечевица, горох, земляной орех – все принадлежат к семейству бобовых. В частности, фасоль является превосходным источником как растворимой, так и нерастворимой клетчатки.

Если вы беспокоитесь о метеоризме, то должны подождать несколько недель, чтобы бобовые сделали свою работу. Они содержат много растворимой клетчатки, это значит, что она будет ферментироваться в толстой кишке. Будьте терпеливы и ваша внутренняя флора придет в порядок.

Фрукты.

Пектин распространен во фруктах. Он является хорошим источником растворимой клетчатки, которая ферментируется в толстом кишечнике с образованием коротких цепочек жирных кислот. Также фрукты содержат целлюлозу и какую-то часть нерастворимой клетчатку, которая способствует проходимости кишечника.

Орехи.

Возможно, вы слышали о содержании анти-питательных веществ в орехах, называемых “фитатами”, которые могут связывать полезные мирнералы. Однако, при хорошо сбалансированном питании не стоит обращать на это внимания. Если это все же вас беспокоит, можете замочить орехи, пока они не начнут прорастать, а затем снова их высушить. Проращивание расщепляет “фитаты” на инозитол и фосфат.

Семена.

Мы не можем не упомянуть семена. Семена льна богаты клетчаткой – около 7 г
на столовую ложку, а так же они содержат лигнан (нерастворимый вид клетчатки), который защищает организм от рака. Семена кунжута также очень широко распространены и полезны.

Овощи.

Первое, что люди обычно ассоциируют с клетчаткой – это овощи, и не зря. Предпочтение следует отдавать шпинату, капусте, спарже и брокколи.

Таблица содержания клетчатки в разных продуктах

Продукт
Порция
Масса клетчатки, г
Фрукты

Яблоко 1 шт 4
Авокадо 1 шт 8
Банан 1 шт 3
Черника 1 стакан 4
Сушеный инжир 5 шт. 9
Киви 1 шт. 3
Папайя 1 шт. 5
Ананас 1 стакан 2
Чернослив 10 шт. 1,6
Малина 1 стакан 8
Клубника 1 стакан 3
Цельные зерна (приготовленные)

Бурый рис 1 стакан 4
Гречка 1 стакан 17
Лебеда 1/4 стакана 3
Овсяные отруби 1/3 стакана сухих 2
Овсянка 1/2 стакана 2
Овощи

Артишоки 1/2 стакана 2
Спаржа 4 стручка 1
Зеленая фасоль 1 стакан 4
Брокколи 1 стакан 4
Капуста 1 стакан 3
Репчатый лук 1 стакан 2
Грибы 1 стакан 4
Запеченный картофель 1 шт 5
Шпинат 1 стакан 4
Бобовые приготовленные

Красная фасоль 1/2 стакана 6,5
Фасоль пинта 1/2 стакана 7
Чечевица 1/2 стакана 8
Горох 1/2 стакана 7
Орехи

Миндаль 30 г 4
Кешью 30 г 1
Бразильский орех 30 г 1,5
Фисташки 30 г 3
Грецкий орех 30 г 2

Диетическое питание современного человека невозможно представить без пищевых волокон, которые еще в 70-х годах прошлого века считались абсолютно бесполезным веществом для организма. Давайте разберемся на портале «Худеем без проблем», так ли полезна на самом деле, как об этом кричит реклама некоторых сетевых компаний. Какие продукты богаты клетчаткой? И в каких случаях грубая растительная пища может навредить организму?

Что представляет собой клетчатка?

Клетчаткой называются пищевые волокна растительного происхождения, которые практически без изменений проходят через ЖКТ, т.е. не перевариваются организмом и не распадаются на составные части. Различные растения содержат разное количество пищевых волокон, но основное их сосредоточение – это стебли, семена и кожура.

Пищевые волокна подразделяются на растворимые и нерастворимые. Первые называются пектинами или альгинатами: их можно обнаружить в овсяных отрубях, некоторых фруктах и ягодах, а также в листовых .

Источники растворимой клетчатки имеют нежную мякоть и тонкую кожицу, поэтому организм по мере своих возможностей может расщепить их до желеобразного состояния.

Грубые нерастворимые пищевые волокна ЖКТ не способен переработать из-за отсутствия необходимых ферментов, поэтому они покидают организм человека в неизменном виде.

Но они способны впитывать огромное количество жидкости в связке со шлаками и набухать. Грибы, крупы, овощи и семечки содержат такие разновидности грубых волокон, как целлюлозу и лигнин.

Наиболее полезным для организма является симбиоз пектинов и грубых пищевых волокон в пропорции 3:1, поэтому рацион питания должен быть максимально разнообразен.

Полезные свойства клетчатки

  • Для пережевывания грубой пищи нам приходится прилагать немало усилий. Данный процесс сопровождается выделением большого объема слюны, которая обладает противомикробным действием, что положительным образом сказывается на общем состоянии ротовой полости.
  • , стимулируют работу ЖКТ и избавляют от запоров.
  • Растительные волокна, попадая в кишечник, очищают организм от токсических соединений, шлаков и аллергенов, а также препятствуют образованию гнилостных масс.
  • Происходит очищение организма от вредного холестерина, снижается уровень сахара в крови.
  • Еда с большим количеством клетчатки, после которой человек еще долгое время чувствует себя сытым, эффективно помогает процессу похудения.

Итак, пользу клетчатки для организма переоценить сложно, особенно в период похудения. Поэтому пищевые волокна теперь создаются и в искусственных условиях в виде БАДов, но по полезности они, естественно, уступают аналогам природного происхождения.

Взрослому человеку для обеспечения нормальной работы кишечника требуется от 25 до 35 гр. клетчатки в день. Чтобы вы с легкостью могли определить необходимое для себя количество, в данной статье продукты, богатые клетчаткой, объединены в список. При питании, скудном на пищевые волокна, диетологи советуют ежедневно принимать в пищу примерно 1 ст. л. .

Чем грозит дефицит и переизбыток клетчатки в рационе?

Долгое время волокна растительного происхождения считались учеными бесполезным балластом для организма и их роль для поддержания здоровья человека недооценивалась. Но оказалось, что их недостаток в пище может грозить такими серьезными проблемами со здоровьем, как:

  • Патологии ЖКТ, которые могут сопровождаться запорами, снижением перистальтики, дисбактериозом.
  • Геморрой.
  • Сердечно-сосудистые заболевания, угроза инсульта и инфаркта.
  • Сахарный диабет.
  • Ожирение.
  • Желчекаменная болезнь.
  • Злокачественные опухоли прямой кишки.

Неудивительно, что большинство девушек, желающих быстро скинуть лишние килограммы, резко переходят на продукты, богатые растительной клетчаткой. Такой подход в корне неверный, т.к. ее переизбыток может стать причиной таких явлений, как:

  • Запор, диарея, повышенное газообразование, боли в животе.
  • Тошнота, рвота.
  • Дисбактериоз, нарушение перистальтики кишечника.

Ищем продукты с большим содержанием клетчатки

Список таких продуктов довольно длинный, поэтому не стоит торопиться покупать в аптеке специальные биодобавки. При правильной организации рациона даже диетическое питание может быть разнообразным и вкусным, главное – вводить такие продукты поэтапно, определяя реакцию организма.

Несомненным лидером среди продуктов по содержанию пищевых волокон являются отруби. Много их в бобовых, грибах, крупах, семечковых продуктах, орехах, фруктах, сухофруктах, овощах и ягодах. Ниже представлен список, отражающий количество клетчатки в 100 гр. продукта.

Итак, продукты питания, богатые клетчаткой – таблица 1.

Для вашего удобства содержание клетчатки в овощах, фруктах и ягодах отражено в таблице 2.

В мучных изделиях, животном жире, растительном масле, фруктовых и овощных соках, мясе и рыбе пищевых волокон практически нет. И это не повод полностью отказываться от их употребления в пользу грубой растительной пищи, но можно постепенно пшеничный хлеб заменить цельнозерновым, а вместо сладких соков делать с добавлением фруктов и ягод.

Клетчатка и белок – прямой путь к фигуре мечты

Иногда жесткая диета или желание стать обладателем рельефного тела заставляют людей ограничивать или полностью исключить потребление углеводов за счет увеличения доли белков. Это может стать причиной запоров, метеоризма и недостатка питательных веществ в организме. Чтобы продолжать худеть и нарабатывать мышцы на высокобелковой диете и при этом хорошо себя чувствовать, нужно разнообразить свое меню продуктами с высоким содержанием пищевых волокон.

Ниже мы приведем список продуктов, в которых одновременно содержится и белок, и клетчатка. У них есть одно явное преимущество для худеющих: они замедляют процесс трансформации углеводов в глюкозу.
Человек дольше остается сытым, а глюкоза не откладывается на боках в виде жировых отложений.

Итак, пища, богатая клетчаткой и белком, список продуктов:

  1. Бобовые и крупы: фасоль, соя, коричневый рис, нут.
  2. Семечковые продукты и орехи: семена тыквы, грецкие орехи, миндаль, фундук, кешью.
  3. Овощи и фрукты: авокадо, бананы, шпинат.

Список можно также дополнить сыром тофу, соевой спаржей и цельнозерновыми продуктами.

Модернизация белковой диеты при помощи включения в рацион продуктов с клетчаткой не только ускоряет похудение, но и делает этот процесс комфортным для организма. Кроме того, клетчатка — это отличный инструмент для очистки организма от вредного холестерина и лишнего сахара.

Обязательно для всех: список продуктов с высоким содержанием клетчатки — новости женский журнал

Не секрет, что клетчатка — одно из лучших средств для похудения и поддержания нормальной работы кишечника. Поэтому каждый человек, заботящийся о своем здоровье, должен включить в ежедневный рацион продукты, содержащие клетчатку, чтобы вывести из организма шлаки, токсины, предотвратить заболевания сердечно-сосудистой системы.

Ниже пойдет речь о том, какие продукты питания содержат много клетчатки.

Виды клетчатки

Клетчатка делится на два вида:

Продукты, богатые на клетчатку первого вида, — яблоки, капуста, цитрусовые фрукты, брокколи, мука грубого помола, различные ягоды, семечки, овес. Такую клетчатку можно превратить в желеобразную массу, она более бережно относится к желудку.

Нерастворимая растительная клетчатка содержится в таких продуктах питания, как бобовые, зерновые культуры (преимущественно в их оболочке), в кожуре овощей и фруктов.

Видео дня

В каких продуктах содержится клетчатка

Взрослому человеку достаточно 20-30 грамм клетчатки, чтобы избежать проблем с пищеварением, микрофлорой кишечника, выведением токсинов и тяжелых металлов. Поэтому важно знать, в каких продуктах питания есть клетчатка.

Много растительной клетчатки содержат:

  • стебли,

  • корни,

  • плоды,

  • клубни,

  • листья.

Список продуктов, содержащих много клетчатки, начинается с привычных нам овощей. Морковь, огурцы, помидоры, свекла, горох, фасоль, брокколи, редис — овощи, богатые клетчаткой.

К продуктам, содержащим клетчатку, относятся такжефрукты, ягоды и орехи. Особенно груша, яблоко, виноград, персики, фисташки и инжир.

Но самое высокое содержание клетчатки имеют:

  • гречка,

  • овсяные хлопья,

  • другие виды цельного зерна.

Особенно полезен хлеб с отрубями.

Обращаем ваше внимание, что продукты, содержащие много клетчатки, необходимо употреблять свежими, нельзя их подвергаться тепловой обработке.

Избегайте следующих добавок в продуктах: инулин, полидекстроз, мальтодекстрин.

Многие люди употребляют молоко, рыбу, мясо, сыр, думая, что обогащают свой организм полезными волокнами, но отметим, что это продукты, не содержащие клетчатку.


Количество клетчатки в продуктах питания

Ниже представлен список продуктов с большим содержанием клетчатки. Количество клетчатки в продуктах указано на 100 грамм:

  • Фасоль и горох — 15%;

  • Белый рис и пшеница — 8%;

  • Овес и ячмень — 8–10%;

  • Орехи, миндаль, оливки -10-15%;

  • Свежие овощи — 2–5%. Овощи с наибольшим количеством клетчатки:зеленый горошек, брюссельская капуста, брокколи, спаржа, морковь;

  • Ягоды — 3–7%. Малина и ежевика содержат клетчатку в наибольшем количестве;

  • Фрукты и цитрусовые — 5–10%. Больше всего клетчатки в следующих фруктах: бананы, персики, груши и яблоки.

Статьи: Клетчатка – основа здорового питания

В наше время, наверное, нет человека, который бы не слышал о важной роли клетчатки в здоровом питании. Но в чем конкретно заключается ее польза? И как повысить содержание клетчатки в своем ежедневном рационе? Давайте углубимся в эту тему и поговорим о преимуществах этой важной составляющей нашего питания.

Растительная клетчатка – это неотъемлемая и необходимая часть нашего рациона. Роль клетчатки для здоровья сложно переоценить. Она необходима ежедневно абсолютно всем людям вне зависимости от возраста, пола, состояния организма или уровня физической подготовки. Если хотите долго оставаться здоровым и активным, клетчатка должна стать вашей основной составляющей правильного питания.

Большинство людей даже в самых развитых странах мира недооценивают роль растительной клетчатки в своем питании. Например, в США лишь 3% американцев ежедневно употребляют достаточное количество растительных волокон. И, как следствие, 40 % населения этой страны имеют избыточный вес и страдают ожирением. В Украине ситуация обстоит ненамного лучше: число людей с лишним весом неуклонно растет – каждый четвертый украинец имеет ожирение. Такая ситуация напрямую связана с неправильным образом жизни и питания, большой популярностью фаст-фуда и низким содержанием пищевых волокон в рационе.

Что такое клетчатка и где она содержится?

Пищевые растительные волокна или клетчатка – это компоненты растительной пищи, которые не перевариваются нашими ферментами и практически в неизмененном виде проходят через весь желудочно-кишечный тракт. Клетчатка не усваивается нашим организмом, поэтому не дает калорий. Но, несмотря на это, является крайне важным элементом питания.

Источниками клетчатки являются оболочки и мякоть зерновых и бобовых культур, овощей, зелени, фруктов и ягод. Продукты животного происхождения – мясо, рыба, молоко, яйца – не содержат клетчатку, поэтому альтернативных источников клетчатки просто не существует.

Есть 2 вида клетчатки: растворимая и нерастворимая. Каждый вид нам необходим и выполняет свою функцию внутри организма. Растворимая клетчатка снижает уровень глюкозы крови и холестерина. Содержится в бобовых, овсянке, а также в некоторых овощах и фруктах. Нерастворимая клетчатка выполняет функцию «щетки» и очищает весь желудочно-кишечный тракт, стимулирует перистальтику кишечника. Содержится в большинстве овощей и фруктов, зерновых продуктов, фасоли, отрубях.

Рекомендованная суточная норма растительной клетчатки для женщин составляет 25 г, а для мужчин – 38 г. К сожалению, несмотря на доступность этого важного компонента питания, большинство людей употребляют только половину нормы клетчатки в день.

Зачем нашему организму клетчатка?

Прежде всего, клетчатка помогает нам поддерживать здоровье пищеварительной системы:

  • стимулирует работу кишечника и препятствует запорам;
  • очищает пищеварительный тракт от побочных продуктов жизнедеятельности, в том числе от токсинов, выполняет роль натурального сорбента;
  • поддерживает здоровье микрофлоры кишечника и положительно влияет на состояние иммунитета и кожи;
  • улучшает всасывание в кишечнике полезных веществ, витаминов и минералов.

Клетчатка очень важна для поддержания нормального веса. Употребляя достаточное количество клетчатки, человек быстро насыщается даже небольшой порцией еды и не испытывает чувство голода. Клетчатка замедляет всасывание глюкозы в кровь: таким образом мы дольше чувствуем себя активными и сытыми.

Растительной клетчатке принадлежит ключевая роль в профилактике рака. Она постоянно устраняет токсины и канцерогенные вещества, прежде чем они успеют повлиять на организм. Согласно проведенным исследованиям, благодаря достаточному содержанию клетчатки в рационе достоверно снижаются риски развития онкологических заболеваний молочных желез, простаты, ротовой полости, горла, кишечника.

Растительная клетчатка помогает контролировать уровень глюкозы в крови и препятствует развитию сахарного диабета второго типа.

Доказано прямое влияние клетчатки на снижение уровня «плохого» холестерина в крови, при этом не влияя на уровень «хорошего» холестерина. Таким образом, клетчатка уменьшает риски развития сердечно-сосудистых заболеваний и ишемической болезни сердца.

Какие же продукты являются лидерами по содержанию клетчатки?

Клетчатка в большом количестве содержится в капусте белокочанной (3,6 %), моркови и свекле (2,8 %), брокколи и цветной капусте (2,6 %), шпинате (2,2%), помидорах (1,2%).

Из фруктов в большом количестве клетчатка присутствует в авокадо (6,7%), малине (6,5%), грушах (3,1%), бананах (2,6%), яблоках (2,4%), клубнике и абрикосах (2%). Также клетчаткой богаты ежевика и черника.

Для восполнения потребности организма в растительной клетчатке обязательно включайте в рацион бобовые продукты – фасоль, нут, чечевицу, горох; зерновые – овсянку, киноа, отруби пшеничные; семечки и орехи – семена подсолнуха, тыквы, льна, чиа, миндаль, грецкие орехи, фисташки и кокос.

Обязательно добавляйте к питанию шроты – готовую к употреблению растительную клетчатку. В ассортименте продукции от Amrita представлена линейка шротов грецкого ореха, семян льна, тыквы, расторопши, кунжута. Полученные методом холодного отжима, они сохраняют все полезные вещества, витамины и минералы. Способствуют улучшению обмена веществ и работы пищеварительной системы, укреплению иммунитета, развитию нормальной микрофлоры кишечника и очищению организма.

Быть внимательным к себе очень просто! Ешьте больше овощей и фруктов, обогащайте рацион готовой клетчаткой – это отличный способ сохранить здоровье и продлить свою жизнь!

Автор: Ольга Сарана, врач общей практики-семейной медицины.

Что такое клетчатка и зачем она нужна — Zira.uz

В каких продуктах содержится клетчатка и чем она полезна? Каких правил необходимо придерживаться при приеме клетчатки? Все это вы узнаете в нашем материале.

Что такое клетчатка?

Клетчатка- это грубые растительные волокна, которые позволяют обогатить организм всеми полезными микроэлементами, способствовать похудению и препятствовать появлению заболеваний, связанных с желудочно-кишечным трактом. Клетчатка активно стимулирует работу кишечника и выступает в качестве “щетки”, которая очищает наш организм. У пищевых волокон очень грубая текстура, за счет чего они удерживаются в организме и человек, употребивший продукт, который содержит в себе клетчатку, чувствует насыщение на протяжении долгого времени. Также клетчатка способствует ускоренному движению жира в стенках кишечника, что впоследствии предотвращает образование жировых отложений.

Какая бывает клечатка?

Существует два вида клетчатки: растворимая и нерастворимая. Оба вида положительно влияют на организм в целом, но имеют разные функции. Нерастворимая клетчатка не всасывается стенками желудка, в то время как растворимая полностью впитывается.

Растворимая клетчатка

Этот вид
клетчатки при контакте с водой и попадании в организм принимает вязкую,
желеобразную форму. Растворимая клетчатка замедляет движение пищи в организме и
бережно, не повреждая стенки кишечника очищает его. Так же она способствует
заживлению слизистой оболочки кишечника и выводит токсины. По большей части максимальное
содержание клетчатки сосредоточено в мякоти продуктов. Такой вид пищевых
волокон содержится в:

  • бобовых-
    фасоль, чечевица, нут
  • цитрусовых-
    апельсины, мандарины, лимоны
  • орехах-  в особенности миндаль
  • зерновых
    культурах- овес, семена чиа, гречка, пшеница
  • овощах-
    лук, помидоры, брокколи, тыква
  • лесные
    ягоды- земляника, клубника, смородина, крыжовник

Нерастворимая клетчатка

Данный тип
клетчатки при попадании в организм набухает как губка и впитывает в себя все
вредные вещества, содержащиеся в организме. Нерастворимые пищевые волокна
помогают снизить уровень сахара и холестерина в крови. Также регулярное
употребление в пищу нерастворимой клетчатки является отличной профилактикой
сердечно-сосудистых заболеваний. Содержится в овощах, кожуре фруктов,
сухофруктах и ягодах.

Как использовать клетчатку

Суточной потребностью клетчатки в организме является 20-30 грамм. Но будет довольно тяжело съесть в день 1 килограмм овсянки или цитрусовых. Для этого в настоящее время существуют пшеничные, ржаные хлебцы, которые помогают восполнить суточною дозу. Так же пригодными станут отруби, употребленные после завтрака, которые не только восполняют дневную норму и подарят заряд энергии на весь день. Стоит отметит, что в 100 граммах отрубей содержится 40-45 грамм клетчатки, следовательно, чтобы обеспечить организм суточной нормой достаточно всего лишь 50 граммов отрубей. Важно знать, что отруби следует употреблять с большим количеством жидкости: водой или соком. Идеальной альтернативой питательного завтрака могут стать отруби с нежирным кефиром или йогуртом.

Употребляя
клетчатку стоить быть немного осторожными, ведь увеличив дозу вы можете
наоборот навредить организму. Употребление клетчатки стоить начать с 20 грамм в
день и с каждым днем постепенно увеличить количество на 3-5 граммов.

Полезные свойства клетчатки

Говорить о
полезный свойствах клетчатки можно бесконечно, как мы упомянули выше она
является ключевым элементом в пищеварении. Так же существуют следующие полезные
свойства клетчатки:

  • замедляет усвоение углеводов в организме.
  • подавляет аппетит, впоследствии предотвращает переедание
  • является отличным средством для похудания.
  • влияет на уровень сахара в крови и предотвращает развитие диабета.
  • очищает организм от шлаков и токсинов

Ежедневное
употребление клетчатки является одним из самых эффективных способов
профилактики заболеваний желудочного тракта и ожирения. Если вы хотите иметь
стройную фигуру и здоровый организм, то клетчатка- это то, что вам нужно. На
сегодняшний день правильное питание- это не только наличие здоровой и
низкокалорийной пищи в рационе, но и наличие такого важного элемента, как
клетчатка. Запасайтесь крупами, фруктами и овощами и грамотно определяйте
дозировку продуктов. Будьте здоровы!




3 321


Клетчатка и способы ее применения. Побочные эффекты и противопоказания

Клетчатка — это вид сложных углеводов, неспособных перевариваться ферментами желудка человека, однако полезных для микрофлоры кишечника и общих функций пищеварительной системы. Главными продуктами, богатыми клетчаткой, являются прежде всего стебли и зерна растений — по сути, именно клетчатка (или «пищевые волокна») формирует их плотную структуру.

Несмотря на то, что клетчатка практически не усваивается организмом, она играет критично важную роль в пищеварении, обеспечивая механическое движение пищи по желудочно-кишечному тракту (1) . Помимо этого, она помогает регулировать и выравнивать уровень сахара в крови, влияя таким образом на чувство голода и насыщения, помогая, в конечном итоге, похудению.

Необходимо помнить, что нельзя слепо доверять найденным в интернете таблицам содержания клетчатки в продуктах — многие из них имеют грубые ошибки. Например, часто подобные таблицы ставят грейпфрут на первое место по максимальному содержанию пищевых волокон, странным образом подразумевая, что он употребляется в пищу вместе с кожурой.

Роль играет и то, что содержание клетчатки в растениях достаточно существенно варьируется в зависимости от сорта и способа выращивания, а в готовых продуктах питания (например, цельнозерновым хлебе или макаронных изданиях) — от конкретных технологий производства. Именно поэтому лучше ориентироваться на общую логику, чем на конкретную цифру.

Таблица продуктов, богатых клетчаткой:

Богатые клетчаткой продукты

Как видно из таблицы, продуктами питания, наиболее богатыми клетчаткой, являются отруби (по сути, это твердая оболочка зерна), льняное семя и цельнозерновые крупы (например, перловка, гречка и овес) — они содержат до 10-15 г клетчатки на 100 г сухого продукта. Кроме этого, клетчатки много во всех видах бобовых (включая чечевицу и горох).

Отметим и то, что клетчатка, содержащаяся в овсяной крупе — бета-глюкан — особенно полезна для организма. Научные исследования говорят о том, что регулярное употребление бета-глюкана в пищу не только нормализует чувство голода и насыщения, но и снижает уровень плохого холестерина в крови. Именно поэтому .

Дневная норма клетчатки в рационе

Суточная норма потребления клетчатки для детей и взрослых составляет 20-30 г (1) . Спортсменам, необходимо до 40 г клетчатки в день за счет более высокой калорийности питания и, соответственно, увеличенного объема потребляемой пищи (2) . К сожалению, рацион типичного городского жителя содержит как минимум в два раза меньше клетчатки.

Причины этому банальны — любовь к картофелю, хлебу, сладкой выпечке, десертам, полуфабрикатам и продуктам быстрого питания, бедным не только пищевыми волокнами, но и витаминами и минералами. Однако еще раз напомним о том, что восполнять суточную норму клетчатки нужно не приемом аптечных добавок в таблетках, а употреблением свежих овощей и различных круп.

Чем опасен недостаток клетчатки?

Хроническая нехватка клетчатки в рационе провоцирует многочисленные нарушения обмена веществ — начиная с повышения уровня глюкозы и связанного с этим постоянного чувство голода, переедания и набора лишнего веса, заканчивая запорами. Однако необходимо понимать, что недостаток клетчатки — это прежде всего следствие комплексного нарушения питания.

Поскольку клетчатка содержится в обычных овощах и крупах, совершенно не нужно искать рецепты богатых клетчаткой блюд, покупать аптечные добавки или дорогостоящие «обогащенные клетчаткой» продукты. Достаточно лишь включить в свой ежедневный рацион натуральные овощи, минимизировав при этом (сахар, продукты из белой муки).

Клетчатка для лечения запоров

Если вы практически не употребляете в пищу овощи и крупы, а фрукты видите лишь в виде засыпанных сахаром десертов — будьте уверены, что вас ждут проблемы с пищеварением (прежде всего, запоры), ожирение, и болезни сердечно-сосудистой системы. При этом здоровый рацион всегда начинается с натуральной еды, а не с приема витаминов в таблетках.

Аптечные БАДы с клетчаткой, равно как и различные спортивные добавки, содержащие пищевые волокна, существенно уступают обычным растительным продуктам по стоимости. По сути, баночка весом 150-200 г содержит норму клетчатки всего лишь на нескольких дней — однако пачка будет намного дешевле и эффективнее для нормализации здоровья и пищеварения.

Клетчатка для похудения

FitSeven уже писал о том, что быстрые углеводы (например, сахар) вызывают резкое повышение уровня глюкозы в крови — это заставляет организм вырабатывать большие дозы инсулина для . При этом наличие клетчатки в желудке замедляет всасывание глюкозы в кровь, что положительно влияет на нормализацию уровень инсулина.

Говоря простым языком, чем больше клетчатки вы едите, тем меньше калорий откладывается в виде жира. Кроме этого, пищевые волокна физически заполняют кишечник, заставляя его блокировать чувство голода и посылать в мозг сигнал о насыщении, что препятствует перееданию. Однако это вовсе не означает, что прием клетчатки в таблетках поможет вам похудеть.

***

Клетчатка является важным компонентом здорового питания, влияющим на чувство голода и снижающим уровень глюкозы и . При этом клетчатка — это вовсе не панацея для похудения, а аптечные БАДы и спортивные добавки уступают натуральным источникам пищевых волокон (овощам и крупам) как по цене, так и по простоте использования.

Научные источники:


Любая масса органического происхождения содержит в своем составе пустотелые волокна. Сплетения этих волокон являются тем, без чего организм человека просто не в состоянии существовать. Эти волокна называются клетчаткой (целлюлоза, гранулеза).

Клетчатка не переваривается в организме, так как является самой грубой частью растений, и для ее усвоения требуется очень много времени. Тем не менее, для системы пищеварения присутствие этого медленного углевода весьма необходимо.

Обратите внимание! Транзиторное прохождение клетчатки через организм обеспечивает ему чистку от пищевого мусора, ядов и токсинов, лишнего жира. Таким образом, растительная клетчатка выполняет функцию санитара кишечника.

Для чего нужна гранулеза, ее влияние на организм

То, как человек питается, какие продукты ест, напрямую влияет на состояние его здоровья, в том числе и на внешний вид, и на самочувствие.

Наряду с продуктами питания в организм попадает большое количество витаминов, минералов и других полезных веществ, которые проходят сложный путь расщепления, трансформации и всасывания в плазму.

С клетчаткой же дело обстоит иначе. И пусть элемент не распадается на полезные составляющие, не переваривается в желудке и выходит наружу в своем первоначальном виде, важность его для человека невозможно переоценить.

В чем польза клетчатки

  • Пища, богатая клетчаткой, нормализует обмен веществ и восстанавливает работу кишечника.
  • Еда с большим количеством растительной клетчатки способствует безопасному, но быстрому похудению. Человек чувствует себя сытым после съедания небольших порций, в результате чего ненужные килограммы уходят.
  • Нормализуется и снижается концентрация сахара в крови.
  • Активизируется стимуляция перистальтики.
  • Происходит очищение лимфатической системы.
  • Организм очищается от токсинов, шлаков, кишечной и желудочной слизи, ненужных жиров.
  • Уровень холестерина в крови падает, что оказывает профилактическое воздействие на предупреждение риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.
  • Мышечные волокна укрепляются.
  • По утверждениям некоторых специалистов, клетчатка способствует профилактике раковых опухолей.

Целлюлоза представлена в нескольких видах, которые отличаются между собой своей функциональностью.

В растворимую группу входят пектин, альгинаты, смолы и другие вещества. Превращаясь в желе, они имеют способность впитывать огромные количества воды.

Нерастворимая растительная клетчатка не подвержена распаду. Впитывая в себя воду, она просто разбухает, как губка. Это облегчает деятельность тонкого кишечника. К нерастворимой группе относят гемицеллюлозу, лигнин, целлюлозу.

Кроме того, клетчатка делится по происхождению на синтетическую и природную. Вне сомнения вещество, созданное в искусственных условиях, по полезности уступает натуральному, то есть тому, которое изначально содержится в каком-либо продукте.

Обратите внимание! Продукты питания, содержащие клетчатку (их список приведен ниже) обеспечивают состояние сытости, дают организму заряд энергии на целый день, удерживают от переедания и приобретения лишних килограммов, позволяют чувствовать себя легко и свободно.

Продукты богатые клетчаткой

Каждый человек должен знать перечень продуктов, в которых содержится много растительной клетчатки. Поскольку это вещество природного происхождения, искать его следует в соответствующих источниках, которые условно можно разделить на несколько групп.

Животные и растительные масла

Масла растительного происхождения без сомнения обладают большей питательной ценностью, чем животные жиры (пищевые волокна в них отсутствуют полностью), принося организму огромный запас минералов и витаминов.

Но в ситуации с растительной клетчаткой все обстоит не так. Она содержится не только в разных жмыхах и муке, то есть там, что остается после отжима некоторых масел. Продукты богатые клетчаткой – это семечки подсолнечника, тыквы, льна, кунжутное семя.

При выборе хлеба необходимо обращать внимание на то, из каких сортов муки он изготовлен. Предпочтение нужно отдавать хлебу зерновому или из муки грубого помола. Следует употреблять в пищу хлебцы из злаков и круп.

Соки

К сожалению, только сырые, термически необработанные овощи, фрукты и ягоды содержат в себе пищевые волокна, поэтому в процессе приготовления соков клетчатка не сохраняется.

Орехи

В большом количестве пищевые волокна содержатся в орехах. Больше всего богаты ядра миндаля, лесных и грецких орехов. Присутствует клетчатка и в фисташках, арахисе, кешью.

Ну а для диабетиков важно знать, несмотря на то, что в них высокое содержание клетчатки

Крупы и каши

Содержится клетчатка в большинстве каш:

  1. перловой;
  2. гречневой;
  3. овсяной;
  4. пшеничной.

Только одно условие – крупа не должна проходить предварительную обработку, она должна быть цельной. Запасы клетчатки в организме может пополнить очищенный и неочищенный рис, но самыми полезными в этом плане считаются отруби.

Овощи

Важно! Овощи при термической обработке теряют большое количество клетчатки, поэтому предпочтение следует отдавать сырым продуктам.

Вот эти овощи невероятно богаты пищевыми волокнами:

  1. Шпинат.
  2. Спаржа.
  3. Белокочанная капуста.
  4. Брокколи.
  5. Морковь.
  6. Огурцы.
  7. Редис.
  8. Свекла.
  9. Картофель.

Представители семейства бобовых тоже неплохие источники как растворимой, так и нерастворимой клетчатки.

Фрукты и ягоды

Немногим известно, какие ягоды и фрукты богаты пищевыми волокнами. Клетчатки много в сухофруктах, финиках, изюме, кураге. Если утренняя еда человека содержит этот полезный коктейль, заряд энергии и бодрости ему обеспечен на целый день.

Необходимо регулярно употреблять в пищу:

  1. Черную смородину.
  2. Малину.
  3. Клубнику.
  4. Персики.
  5. Абрикосы.
  6. Бананы.
  7. Груши.
  8. Виноград.
  9. Яблоки.

Эти фрукты избавят организм от дефицита клетчатки.

Молоко и продукты его производства

Молоко, все что из него производят и другая продукция животного происхождения (яйца, мясо) не содержат пищевые волокна.

Таблица количества клетчатки в продуктах питания

Цифры указаны с учетом клетчатки в граммах на одну порцию продукта

Отруби (в зависимости от крупы) до 40
Хлебцы (100 г) 18,4
Чечевица (приготовленная, 1 чашка) 15,64
Фасоль (приготовленная, 1 чашка) 13,33
Лесные орехи (горсть) 9,4
Мука грубого помола 9
Горох (приготовленный, 1 чашка) 8,84
Малина (1 чашка) 8,34
Приготовленный рис коричневый (1 чашка) 7,98
Капуста листовая, 100 г, приготовленная 7,2
Семена льна (3 ст. ложки) 6,97
Цельная пшеница (крупа, ¾ стакана) 6
Груши (1 средняя с кожурой) 5,08
Гречка (1 стакан) 5
Яблоки (1 среднее неочищенное) 5
Картофель (1 средний, запеченный в мундире) 4,8
Облепиха (100 г) 4,7
Брокколи (после приготовления, 1 чашка) 4,5
Шпинат (приготовленный, 1 чашка) 4,32
Миндаль (горсть) 4,3
Тыквенные семечки (1/4 стакана) 4,12
Овсянка (в хлопьях, 1 стакан) 4
Клубника (1 чашка) 3,98
Бананы (1 средний) 3,92
Виноград (100 г) 3,9
Семена кунжута 3,88
Грецкие орехи (горсть) 3,8
Финики (сушеные, 2 средних) 3,74
Курага (100 г) 3,5
Капуста цветная, 100 г, приготовленная 3,43
Фисташки (горсть) 3,1
Свекла (приготовленная) 2,85
Капуста брюссельская, 100 г, приготовленная 2,84
Морковь (средняя, сырая) 2,8
Черноплодная рябина (100 г) 2,7
Перловая каша (100 г) 2,5
Арахис (горсть) 2,3
Хлеб с отрубями (1 ломтик) 2,2
Черная смородина (100 г) 2,1
Семечки подсолнечника (2 ст. ложки) 2
Цельнозерновой хлеб (1 ломтик) 2
Персики (1 средний) 2
Приготовленный рис бурый (1 чашка) 1,8
Редис (100 г) 1,6
Изюм (1,5 унции) 1,6
Спаржа 1,2
Хлеб из муки грубого помола (ржаной) 1,1
Кешью (горсть) 1

Пищевые волокна для снижения веса

Разнообразная еда – это не только реальный шанс иметь отменное здоровье и привлекательно выглядеть, но и прекрасный способ похудеть, если наполнить рацион пищей, богатой клетчаткой.

Этот элемент впитает в себя все шлаки и избыточные накопления жиров, для дальнейшей переработки и вывода из организма.

Подобная активная очистка улучшит процесс пищеварения и кишечной моторики. Помимо того в крови снизится концентрация сахара и холестерина, а это прямой путь к похудению, и не потребуются никакие сжигающие жир препараты.

Какая должна быть дневная норма клетчатки, последствия передозировки и дефицита

Взрослому человеку необходимо в сутки потреблять 25-30 гр клетчатки. В период вынашивания ребенка женщина обязательно должна получать препараты клетчатки, поскольку это элемент помогает будущей матери нормализовать работу кишечника и избавиться от запоров.

Важно! Никогда нельзя заниматься самолечением, назначая себе дополнительные пищевые препараты. Самостоятельное введение клетчатки в пищу не только не принесет пользы, но может нанести существенный вред всему организму.

Для грамотного планирования рациона необходимо обращаться к врачу!

При нехватке клетчатки могут возникнуть следующие симптомы:

  • желчнокаменная болезнь;
  • частые запоры;


Клетчатка – пищевые волокна, состоящие из сложных углеводов. Это такие компоненты пищи, которые не перевариваются пищеварительными ферментами в желудке человека, но перерабатываются полезной микрофлорой кишечника.

Клетчатка хорошо очищает кишечник от остатков пищи, продуктов жизнедеятельности и от токсинов, она считается незаменимым элементом в здоровом питании и обладает массой полезных свойств.

Если организм периодически не очищать, то возникает зашлакованность, которая грозит развитием разнообразных проблем с желудочно-кишечным трактом, резким снижением иммунитета, проявлением аллергии и раздражений на коже. Между прочим, многие кожные проблемы – угри, прыщи, сальность, себорея – это результат неочищенного кишечника. В этой статье вы узнаете, в каких продуктах содержится клетчатка.

Полезные свойства

Итак, какую пользу приносит пища, богатая клетчаткой? Основное полезное свойство – улучшение пищеварения и предотвращение запоров. Особенно это важно для женщин в положении и кормящих грудью.

Во время беременности очень важно наладить правильную работу ЖКТ, чтобы плод не испытывал давления со стороны кишечника. А в период кормления грудью в женском организме наступает гормональный сбой, уровень глюкозы в крови несколько повышается.

Достаточное количество клетчатки позволяет держать уровень сахара в норме и избавиться от вредного холестерина.

Клетчатка просто необходима людям, которые хотят сбросить лишний вес. Здесь есть интересный нюанс: пищу, богатую клетчаткой, нужно дольше пережёвывать, а это означает то, что мозг гораздо раньше получает сигнал о насыщении, кушать больше просто не хочется.

Какие бывают виды?

Пищевые волокна подразделяется на 2 вида:

  1. Растворимые.
  2. Нерастворимые.

Растворимые волокна – это клетчатка, способная растворяться в жидкости. Такой вид пищевых волокон содержат следующие продукты: фрукты (яблоки, груши, персики, цитрусовые), бобовые (чечевица, горох), зерновые (овёс, ячмень, рожь). Самая известная составляющая такой клетчатки – пектин. В чём содержится это вещество? Пектин есть в яблоках, красной и чёрной смородине, цитрусовых, то есть в тех фруктах и ягодах, из которых хорошо готовить разнообразные желеобразные блюда (к примеру, натуральная яблочная пастила – полезная еда).

Нерастворимые волокна необходимы для полноценной перистальтики кишечника.

Они не растворяются в жидкости и прекрасно и быстро очищают кишечник. Этот тип клетчатки содержат все виды капусты, зелень, фасоль, орехи, отруби.

В каких продуктах содержатся эти компоненты пищи?

Итак, вы убедились, что клетчатка очень важна для нашего организма. Давайте же узнаем подробнее о том, какие продукты содержат клетчатку.

Много клетчатки содержится в овощах, фруктах, бобовых, зерновых. Продукты, содержащие растительную клетчатку:

  • Конечно, овощи: помидоры, огурцы, капуста, морковь, свёкла.
  • Фрукты: груша, виноград, яблоко, персик, инжир.
  • Сухофрукты: изюм, чернослив, курага.
  • Очень больше количество пищевых волокон содержится в гречке, овсяных хлопьях, отрубях.

Обратите внимание, что продукты, в которых содержится клетчатка, нужно употреблять в свежем виде. При термической обработке волокна видоизменяются и теряют свои ценные свойства.

Список продуктов по количеству содержания этих полезных волокон:

  • бобовые – 13 %;
  • белый рис и пшеница – 9 %;
  • овёс и ячмень – 8–10 %;
  • миндаль, фундук, грецкие орехи – 12–16 %;
  • свежие овощи – 3–7 %;
  • ягоды (клетчатка содержится в большом количестве в малине и ежевике) – 2–6 %;
  • фрукты и цитрусовые (рекордсмены – бананы и персики) – 6–11 %.

Норма потребления

Улучшаем детское меню

Хорошо, когда ребёнок кушает абсолютно всё, но это редкость. А ведь клетчатка тоже очень важна для детского организма, так как пищевые волокна предотвращают появление дисбактериоза и помогают справиться с запорами.

Когда нужно начинать включать в детский рацион продукты, содержащие клетчатку? Ответ: с 9 месяцев. Детям в возрасте от 9 месяцев до 3 лет каждый день необходимо съедать около 19 грамм клетчатки, а после 8 лет – 26 грамм. Помните, что еда должна быть натуральной, без содержания каких-либо добавок. Старайтесь придерживаться следующих рекомендаций:

  • Понемногу добавляйте овощи и фрукты в разные блюда на завтрак, обед или ужин.
  • С 9 месяцев начинайте прикорм разнообразными кашами, которые богаты клетчаткой: кукурузной, овсяной, гречневой.
  • От сладкого лучше всего вообще отказаться. Возьмите за правило в промежутках между приёмами пищи ставить тарелку с разнообразными фруктами на видном месте. Поверьте, результат не заставит себя долго ждать. Вместо печенья, булок, бутербродов ребёнок будет перекусывать вкусными дольками фруктов.

Побочные эффекты и противопоказания

Клетчатка очень полезна для правильной работы кишечника. Но всё хорошо в меру. Не рекомендуется сразу употреблять много продуктов, содержащих пищевые волокна. Подобная еда может привести к таким неприятностям, как метеоризм, вздутие или спазм кишечника.

Клетчатку нужно вводить в рацион постепенно. При этом очень важно наладить питьевой режим, чтобы в кишечнике хватало жидкости. Если не следовать этому правилу, то обилие пищевых волокон может спровоцировать несварение желудка или заворот кишок. Оптимальное количество воды в день – 2–3 литра.

Правильный выбор

Магазины круглогодично предлагают нам широкий выбор самых разнообразных овощей и фруктов.

Но стоит помнить о том, что не все они одинаково полезны. Авокадо, манго, ананас, бананы выращены слишком далеко от нашего места жительства. На их транспортировку уходит много времени, их собирают незрелыми и обрабатывают химикатами для сохранения товарного вида.

Лучший выбор – это сезонные овощи и фрукты, которые вызрели в той полосе, где вы проживаете. Они гораздо полезнее и питательнее заморских диковинок. Старайтесь покупать продукты у проверенных поставщиков, спрашивайте сертификаты качества, а ещё лучше – выращивайте урожай на собственном участке. Так вы точно будете уверены в свежести и качестве.

Клетчатка в продуктах питания действительно играет очень важную роль в организме.

Если её не хватает, начинаются проблемы с желудком и кишечником, человек набирает вес и долго не может от него избавиться, на коже возникают различные высыпания, проявляется аллергия и мучает депрессия.

Питайтесь правильно сами, приучайте детей к здоровой пище с малых лет. Помните, что многие болезни вообще не появятся, если заранее позаботиться о соблюдении самых простых правил.

Клетчатка — это «пустые» волокна, которые формируют массу растительных продуктов. Казалось бы, зачем это вещество нужно человеку, если оно ничем не насыщает организм? А оказывается, оно выполняет важнейшую функцию очищения, которая обусловливает хорошее самочувствие и продолжительную молодость. Зачем человеку нужна клетчатка, в каких продуктах она содержится?


Клетчатка представляет собой особые пищевые волокна, которые органы ЖКТ неспособны переварить или преобразовать. Но в толстом кишечнике присутствуют такие бактерии, которым под силу разрушить клетчатку, придать ей желеобразное состояние. В таком виде она аккумулирует все накопившиеся загрязнения и выводит их из организма. Где находится клетчатка и где ее много? Клетчатка бывает растворимой и нерастворимой. Оба вида одинаково важны для взрослых и для детей.

Польза и вред

Любое вещество, любая биологическая добавка может нести как пользу, так и вред для организма. Если вы едите то, в чем содержится клетчатка в больших количествах, важно знать не только о положительных моментах, но также о некоторых рисках.

Плюсы

Для того чтобы начать правильно питаться, человеку нужен стимул в виде знаний о полезных веществах и их значении для организма. Польза клетчатки может быть описана шестью основными пунктами.

  1. Антибактериальный эффект.
    Присутствие грубых частиц становится причиной длительного жевания и, как следствие, обильного слюноотделения. Слюна, в свою очередь, нейтрализует кислоты и бактерии, предотвращая заболевания ротовой полости.
  2. Очищение организма.
    Волокна важны для работы кишечника, обеспечивают регулярный стул. А еще, двигаясь по пищеварительному тракту, клетчатка притягивает и связывает холестерин, препятствуя его проникновению в кровь. Это важно для здоровья сердца.
  3. Эффект насыщения.
    Попадая в желудок, волокна впитывают жидкость и увеличивается в размере. Таким образом, чувство насыщения наступает достаточно быстро без употребления большого количества продуктов. Это особенно важно для похудения.
  4. Нейтрализация токсинов.
    Попадая в кишечник, пищевое волокно притягивает и связывает токсины, препятствуя их проникновению в организм.
  5. Профилактика рака.
    Вещество обеспечивает эффективную профилактику рака прямой кишки, который диагностируют все чаще ввиду высокой популярности рафинированных продуктов.
  6. Избавление от запоров.
    Во время беременности и при грудном вскармливании решает проблему задержки стула, стимулирует лактацию.

Продукты с высоким содержанием клетчатки противопоказаны людям с заболеваниями ЖКТ. Грубые волокна могут раздражать воспаленную слизистую оболочку и провоцировать обострение недугов.

Минусы

Пищевые волокна обладают специфическими свойствами. Их нельзя назвать исключительно полезными. В некоторых случаях могут возникнуть такие негативные последствия от употребления клетчатки:

  • повышенное газообразование в кишечнике;
  • нарушения стула;
  • «вымывание» жирорастворимых витаминов и минералов из организма;
  • нейтрализация действия лекарственных средств.

Продукты с наибольшим содержанием клетчатки могут причинить вред даже здоровому организму, если недостаточно тщательно пережевывать продукты. Хорошо перемалывайте пищу во рту, совершая не менее 30 жевательных движений.

Клетчатка: в каких продуктах содержится

Какие продукты относятся к клетчатке и в какой еде она есть? Пищевые волокна необходимы для нормальной работы организма и хорошего самочувствия. А самое главное — они содержатся во многих продуктах, составляющих привычный ежедневный рацион человек. Продукты богатые клетчаткой приведены в таблице.

Таблица — Продукты, содержащие клетчатку в большом количестве

Продукт Количество клетчатки, г/100 г Калорийность, Ккал/100 г
Пшеничные отруби 43 170
Порошок какао 35 290
Сушеные белые грибы 26 215
Курага 18 215
Инжир 18 54
Фасоль 13 93
Соя 13 381
Миндаль 12 575
Гречка 12 132
Чечевица 11 295
Лесные орехи 11 704
Рис 11 344
Пророщенная пшеница 11 198
Шиповник 11 51
Фисташки 10 556
Цельнозерновой хлеб 9 199
Кукуруза 9 123
Изюм 9 264
Чернослив 9 234
Горький шоколад 7 539
Овсянка 6 310
Черная смородина 5 44
Семена подсолнечника 5 578
Спаржа 2 21
Шпинат 1 22

Правильного питания достаточно, чтобы обеспечить организм достаточным количеством пищевых волокон. А целесообразность приема БАДов может оценить только врач.

Имея под рукой список полезных продуктов, содержащих клетчатку, вы сможете грамотно сформировать свое меню для насыщения организма витаминами и очищения его от токсинов. Планируя рацион, опирайтесь на восемь советов.

  1. Не совмещайте с лекарствами.
    Поскольку клетчатка очищает организм, не рекомендуется употреблять большое количество вещества во время приема медикаментов. Лечение может оказаться неэффективным.
  2. Не очищайте овощи и фрукты.
    В кожуре и семенах содержится больше всего пищевых волокон. Отправлять яблоки в соковыжималку нужно вместе с сердцевиной.
  3. Включайте в рацион постепенно.
    Начните с небольшого количества, прислушиваясь к реакции организма. Если по мере увеличения дозы вы почувствуете дискомфорт со стороны каких-либо органов, немедленно обратитесь к врачу.
  4. Пейте воду.
    Если основу вашего рациона составляют продукты, богатые клетчаткой и пищевыми волокнами, старайтесь выпивать не менее 2 л жидкости в сутки.
  5. Ешьте полезные десерты.
    Конфеты и печенье замените сухофруктами. Они отличаются исключительным вкусом и высоким содержанием пищевых волокон.
  6. Употребляйте нерафинированное растительное масло.
    Этот продукт насыщает организм не только витаминами, но и пищевыми волокнами. А еще это хорошая профилактика геморроя.
  7. Минимизируйте обработку продуктов.
    Крупы перед варкой не нужно замачивать, растительную пищу по возможности ешьте сырой.
  8. Добавляйте отруби.
    В каши, мюсли и выпечку. Судя по отзывам, вкусовых качеств блюд они не меняют, зато облегчают пищеварение.

В мясных и молочных продуктах пищевые волокна отсутствуют. Если вы не будете разбавлять рацион растительной пищей, могут возникнуть проблемы с пищеварением и стулом.

Многолетние наблюдения позволили медикам сделать вывод, что присутствие в рационе пищевых волокон увеличивает продолжительность жизни как минимум на десять лет. При этом внешние и внутренние признаки старения проявляются не так отчетливо, как у тех, кто не следит за рационом. Таким образом, человеку, мечтающему о долгой и здоровой жизни, важно знать, в каких продуктах есть клетчатка и обязательно включать их в свое меню.

Статья обновлена: 22.04.2019

Уважаемые пользователи!

Материалы, размещенные на данной странице, носят информационный характер и предназначены для ознакомительных целей. Пожалуйста не используйте их в качестве медицинских рекомендаций!Перед любыми действиями получите консультацию специалиста.

Администрация не несёт ответственности за возможные негативные последствия, возникшие в результате использования информации, размещенной на сайте сайт

Клетчатка в 70-80-х годах прошлого столетия в научных трудах часто называлась поскольку не несет энергетической ценности для организма. Однако позже было установлено, что пищевые волокна (еще одно название клетчатки) оказывают специфическое воздействие на работу кишечника: улучшают моторику, способствуют выведению шлаков и так далее. Сегодня список продуктов, богатых клетчаткой, всегда под рукой у тех, кто стремится вести здоровый образ жизни.

Полезный балласт

Пищевые волокна — та часть продуктов, которая не переваривается секретами желудочно-кишечного тракта человека. Это свойство делает их практически бесполезными, с точки зрения пополнения энергетических запасов тела. В то же время благодаря ему (таблица приведена ниже), способны стимулировать активность кишечника. К числу полезных свойств пищевых волокон также относят:

    стимуляцию выделения желчи;

    выведение лишнего холестерина;

    очищение организма от токсинов;

    создание чувства насыщения.

Помощник в борьбе с болезнями

Одно из самых распространенных заболеваний пищеварительной системы сегодня — запор. Малоподвижный образ жизни способствует развитию этого недуга, а он, в свою очередь, провоцирует и другие неприятные недуги. Включение в рацион продуктов с большим содержанием клетчатки — хороший способ профилактики, а иногда и лечения (существуют заболевания, при которых клетчатка, наоборот, противопоказана).

Пищевые волокна обязательно входят в диету людей, страдающих сахарным диабетом. Клетчатка снижает потребность во вводимом инсулине, за счет повышения резистентности (чувствительности) клеток к этому веществу. Пищевые волокна регулируют уровень сахара и холестерина в крови, благодаря чему их уровень снижается. Последнее свойство делает их верными помощниками в борьбе с лишним весом.

Кроме того, клетчатка способствует снижению риска развития геморроя и желчнокаменной болезни. В последнее время гастроэнтерологи все чаще говорят о неоспоримой пользе пищевых волокон в деле борьбы с раком толстой кишки.

Два вида клетчатки

Пищевые волокна делятся на растворимые и нерастворимые. Их воздействие на организм несколько различается. К растворимым, или «мягким», волокнам относят:

Клетчатка такого типа выводит из организма вредные вещества, способствует заживлению слизистой кишечника и уменьшению гнилостных процессов. Нерастворимые пищевые волокна улучшают моторику пищеварительного тракта, выводят холестерин, усиливают выделение желчи. К ним относят:

Список продуктов, богатых клетчаткой

Балластными веществами богата растительная пища. Содержание клетчатки в кожуре свежих фруктов значительно превышает ее количество в мякоти. Это правило распространяется и на злаки: цельнозерновые продукты включают в несколько раз больше пищевых волокон, чем прошедшие промышленную обработку. Полезны для пищеварения и сухофрукты: изюм, курага, чернослив, урюк. Овощи, богатые клетчаткой, — это и белокочанная, свекла, морковь, картофель и помидоры. В качестве источника пищевых волокон можно использовать и разнообразные орехи, семечки подсолнечника или тыквы, грибы и ягоды.

Сегодня на полках магазинов можно найти любые продукты, богатые клетчаткой (таблица с указанием количества пищевых волокон на 100 грамм продукта приведена ниже). Одним из фаворитов по этому параметру являются отруби. По количеству клетчатки они значительно превосходят многие другие продукты.

Список продуктов, богатых клетчаткой

Продукты
Продукты
Содержание клетчатки (г/100 г)

Зерновые продукты



Бобовые

Неочищенный рис 5 Горох отварной 5
Белый рис 1 Фасоль стручковая 16
Мука грубого помола 9 Лущеный горох 23
Отруби 40 Чечевица 12
Сухофрукты, орехи

Бобы 25
Кокос 24 Овощи и зелень

Миндаль 14 Капуста белокочанная 2
Инжир 18 Морковь 2,4
Курага 18 Петрушка, укроп, салат 2
Сушеные яблоки 14,9 Редис 3
Изюм 7 Грибы жареные 6,8
Финики 9 Свекла отварная 3
Арахис 8 Помидоры 1,4
Фрукты, ягоды


Яблоки с кожурой 3 Апельсины 2,2
Киви 3,8 Абрикосы 2,1
Груши с кожурой 3 Черная смородина 4,8
Персики 2 Малина 8

Суточная потребность

Специалисты указывают, что ежедневно человеку необходимо употреблять 25-40 г клетчатки. Суточная норма варьируется в зависимости от возраста человека и состояния его организма. Рекомендуемым количеством для женщин является 25 г в сутки, для мужчин — 40 г. После 50 лет количество потребляемой клетчатки гастроэнтерологи советуют уменьшать, поскольку у пожилых людей часто наблюдается снижение моторной функции кишечника.

Необходима консультация специалиста

Сегодня клетчатку можно купить в аптеке в виде специальных препаратов, содержащих растворимые и нерастворимые пищевые волокна. Они позволяют быстро восполнить потребность организма в балластных веществах. Однако не стоит, узнав о пользе пищевых волокон, тут же бежать в магазин. Специальные препараты, а также фрукты, злаки и овощи, богатые клетчаткой, могут принести как пользу, так и вред. Поэтому гастроэнтерологи и диетологи рекомендуют постепенно вводить в рацион блюда с ингредиентами, содержащими большое количество пищевых волокон.

Существует ряд заболеваний, при которых список продуктов, богатых клетчаткой, — это перечень противопоказаний. К ним относятся:

    заболевания, сопровождающиеся воспалением слизистой желудка и кишечника;

    острые инфекционные заболевания;

    недостаточное кровообращение.

Грейпфрут, яблоко, капуста, помидоры, клубника, крупы, отруби и другие продукты с большим содержанием клетчатки при чрезмерном употреблении могут привести к неприятным последствиям:

    вздутию живота и повышенному газообразованию;

    развитию процессов брожения в кишечнике;

    нарушению всасываемости витаминов и других полезных веществ.

Не стоит резко менять привычное меню

Иногда девушки, узнавшие о пользе пищевых волокон и изучив список продуктов, богатых клетчаткой, сразу переходят на новый рацион. Нередко столь кардинальное изменение меню ведет к неприятным последствиям, упомянутым выше: вздутию живота и повышенному газообразованию. Избежать подобных казусов поможет поэтапное увеличение количества клетчатки в рационе. Долю богатых пищевыми волокнами продуктов при этом каждый день медленно увеличивают. Непременной частью процесса является внимательное наблюдение за реакцией организма.

Как увеличить долю клетчатки в рационе

Пищевых волокон почти нет в изделиях из муки высшего сорта, в маслах животного и растительного происхождения, во фруктовых и овощных соках, во всевозможных кондитерских изделиях, в мясе и рыбе и так далее. Необязательно сразу и насовсем отказываться от этих продуктов в пользу богатых клетчаткой. Вместо многих из них можно использовать аналогичные, но более «живые». Белый хлеб нетрудно постепенно заменить ржаным, муку высшего сорта — цельнозерновой. Вместо соков (речь идет о свежевыжатых) можно готовить популярные сегодня смузи. Тыква кусочками, морковка и яблоко — прекрасный вариант для такого коктейля.

При этом стоит помнить, что больше всего клетчатки содержится в кожице овощей и фруктов. Поэтому огурцы, яблоки и груши лучше не чистить как для смузи, там и во время приготовления салатов. А вот авокадо, состав которого включает немало полезных для организма элементов, от шкурки стоит все-таки освободить.

Минимум обработки — максимум результата

Клетчатки больше в свежих продуктах. Именно поэтому больным с нарушениями в работе желудочно-кишечного тракта разрешают есть только вареные или пареные овощи. А для здорового организма они полезнее, когда не подвергаются тепловой обработке. Фруктовый салат способен заменить привычный десерт. Вместо любимых «Оливье», «Мимоз» и «Крабовых палочек» лучше использовать блюда со свежими овощами. Одна только капуста, польза которой нам внушается с детского сада и вряд ли у кого-то вызывает сомнение, способна стать ингредиентом большого числа салатов.

Тщательный выбор

Сегодня найти в магазине и фрукты легко и зимой, и летом. Однако стоит помнить, что не все они одинаково полезны. Ананасы, апельсины, манго и тот же авокадо состав на первый взгляд имеют замечательный, но предпочтение лучше отдавать местным и сезонным овощам и фруктам. Экзотические яства привозят к нам издалека, и часто, чтобы они сохранили привлекательный вид, используются различные химические соединения. Да и в отсутствие вредных веществ полезность заморских продуктов ниже, чем у местных, поскольку часто их срывают незрелыми, когда плоды еще не успели набрать силу, наполниться полезными веществами. Конечно, включать их в рацион можно, но стоит тщательно выбирать фирму-поставщика. Вещества, используемые для сохранности продуктов, могут стать причиной аллергии и нарушения работы желудка или кишечника. Словом, в погоне за клетчаткой не стоит забывать о других потребностях организма.

Нешлифованный рис и другие крупы, неочищенные яблоки и груши, огурцы, помидоры и капуста — польза продуктов с высоким содержанием клетчатки подтверждена многочисленными исследованиями. Они помогают избежать различных недугов, связанных с нарушением обмена веществ и работы желудочно-кишечного тракта.

Залог здорового тела — разнообразие и чувство меры. Слишком много клетчатки, как и жиров, приводит к сбою работы организма. Привычное меню может содержать в избытке одни и исключать другие. Восполнить их поможет расширение рациона. Полезные свойства корней петрушки, проращенной пшеницы или той же кожуры яблок и огурцов часто упускаются из вида, просто потому, что эти ингредиенты не слишком привычны для нас.

Клетчатка — полезные свойства и калорийность, применение и приготовление, польза и вред

Пищевые волокна входят в состав всех продуктов растительного происхождения. Ни грамма клетчатки нет в мясе, молоке и молочных продуктах, в сахаре. Практически нет полезных волокон в белом хлебе и выпечке. Считается, чем более натуральна пища и менее обработана, тем больше в ней клетчатки. Именно поэтому приверженцы здорового питания включают в свой рацион свежие фрукты и овощи, зелень и отруби. Богаты клетчаткой крупы и бобовые, поэтому в диетах, основанных на клетчатке, всегда найдется место цельнозерновым кашам с добавлением орехов, сухофруктов или свежих ягод. Неудивительно, что именно каши признаны лучшим завтраком, а лучшим перекусом — зеленое яблоко. Некоторые диетологи заявляют, что иногда достаточно увеличить количество потребляемой клетчатки всего на 30%, чтобы вес постепенно начал приходить в норму. Известно также, что во многих препаратах для похудения обязательно содержится большое количество нерастворимой клетчатки, и именно поэтому их следует принимать, запивая большим количеством воды. В аптеках также можно найти клетчатку в виде отрубей, микрокристаллической целлюлозы, жмыха и шрота (измельченных семян льна, кунжута, тыквы и расторопши), которые производители предлагают в виде батончиков для перекусов. Как правило, среднестатистический человек съедает не более 15 г клетчатки в день, хотя норма потребления клетчатки для женщин составляет — 25—30 г в день, для мужчин — 35—40 г. Кстати, наибольшую потребность в клетчатке организм испытывает с 14 до 50 лет. Восполнить этот «пробел» в питании можно не только с помощью аптечной клетчатки, но и сбалансировав свой рацион. Клетчатку можно добавлять в салаты, первые и вторые блюда, десерты, соки и выпечку. Добавив клетчатку в йогурт, кефир или «Снежок», можно получить отличный диетический коктейль. Кроме того, специалисты советуют при неполноценном питании употреблять 1 ст. л. пшеничных либо ржаных отрубей, которые считаются лидерами по содержанию полезных пищевых волокон.

Растительное волокно — обзор

9.1 Введение

Недревесное растительное волокно, включая различные части растений, включая стебель, лист, сердцевину и плоды, можно использовать для получения натурального волокна (Tye et al., 2016). Это альтернативный источник древесного волокна. Чрезмерное использование древесного волокна, обычно состоящего из твердой и мягкой древесины, приведет к вырубке лесов. Применение недревесного волокна, особенно армированного волокном, является важным способом сохранения естественного леса. Недревесное волокно интересно тем, что оно обладает высокой удельной прочностью, возобновляемостью, экологичностью и экологической эффективностью.На сегодняшний день исследователь использовал недревесные волокна, такие как волокна листьев ананаса (Sapuan et al., 2011), банан (Paul et al., 2008), абака (Shibata et al., 2002) и сизаль (Joseph et al., 1993). MLF — относительно новые материалы, представленные как армирующий материал.

Mengkuang ( Pandanus tectorius ) принадлежит к семейству пандамовых, состоящему из 600 известных видов. Менгуанг — волокнистое растение, которое в изобилии растет в тропических странах, таких как Малайзия и Индонезия. Следовательно, получение волокна мэнкуан требует меньших затрат.Обычно волокна мэнкуан получают из листьев мэнкуан после обработки с использованием метода вымачивания водой. В прошлом и в последнее время применение MLF не получило широкого распространения по сравнению с другими волокнами, такими как джут, рами, кенаф и сизаль. Он используется только как традиционный материал для изготовления изделий ручной работы, веревок, шляп и циновок. Применение волокна Mengkuang может быть расширено, так как оно обладает хорошими свойствами, такими как долговечность, твердость и прочность. На данный момент полный потенциал MLF все еще недоступен, поскольку он ограничен в литературе.Предыдущая работа (Sheltami et al., 2012) показала, что химический состав MLF состоит из 37% целлюлозы, 34,4% гемицеллюлозы, 15,7% пентозанов и 24% лигнина и золы. Кроме того, данные (Piah et al., 2016), полученные в результате анализа FTIR, показывают, что листья мэнкуан содержат те же функциональные группы, что и обычные натуральные волокна, такие как джут, кенаф и лен. Это означает, что волокна мэнкуан, используемые в качестве армирования внутри полимерного композита, демонстрируют удивительный потенциал. Как исследовали Куан и Ли (2014), усиленные полиэтиленовые многослойные композиты MLF имеют большой потенциал в качестве легких композитных панелей из-за их превосходных свойств при растяжении.В других работах (Fauzi et al., 2016) указано, что MLF является хорошим армированием полиэстера.

Как и другие натуральные волокна, MLF очень чувствителен к влаге из-за своей гидрофильной природы. Высокое влагопоглощение натурального волокна вызывает ряд проблем для композитной панели, таких как набухание, изменение размеров и пустоты на границе раздела волокно-матрица (Das and Biswas, 2016). Таким образом, обработка поверхности на МЛФ необходима для удаления излишков гемицеллюлозы, пектина и лигнина, а также золы.Чистая поверхность волокна значительно улучшит химическую адгезию между волокном и матричным полимером (Liu et al., 2016). Щелочная обработка — это обычная обработка, которая применяется для модификации поверхности обработки мэнкуан (Hamizol and Megat-Yusoff, 2015; Fauzi et al., 2016). Другой способ изменить адгезию волокна к матрице — введение связующего агента. В настоящее время популярными связующими агентами являются полиэтилен малеинового ангидрида (MAPE) и полипропилен малеинового ангидрида (MAPP).Связывающий агент MAPE доказал свою эффективность в восстановлении механических свойств, создавая мостик, который связывает естественное волокно и матричный полимер (Mohanty and Nayak, 2007).

В данной статье рассматривается влияние объемной доли и длины MLF на свойства при растяжении. При этом прослежено влияние добавки МАПЭ на композит MKF / HDPE с разной концентрацией. Кроме того, систематически изучаются процессы экструзии и компрессионного формования.Важный параметр, такой как скорость шнека для экструзии (Sunilkumar et al., 2012; Atuanya et al., 2014) и температура, каждая температурная зона для горячего сжатия оценивается на основе предыдущего исследования. Это сделано для обеспечения качества конечного продукта из композита MLF / HDPE.

Натуральное растительное волокно — обзор

4.1.1.1.2 Химический состав

Основные химические структуры целлюлозы во всех растительных волокнах схожи, но имеют разную степень полимеризации, тогда как геометрия ячеек каждого типа целлюлозы зависит от волокон.Различные волокна, разные условия роста и разные методы тестирования, используемые в разных исследованиях, означают, что трудно представить одну таблицу, в которой перечислены все свойства волокна. Однако общий химический состав некоторых волокон лигноцеллюлозы приведен в таблице 4.1 [21].

Таблица 4.1. Химический состав некоторых обычных натуральных растительных волокон

Волокно Целлюлоза (мас.%) Гемицеллюлоза (мас.%) Лигнин (мас.%) Воски (мас.%)
Багасса 55.2 16,8 25,3
Бамбук 26–43 30 21–31
Лен 71 18,6–20,6 2,2 1,5
Kenaf 72 20,3 9
Джут 61–71 14–20 12–13 0,5
Конопля 68 15 10 0.8
Рами 68,6–76,2 13–16 0,6–0,7 0,3
Abaca 56–63 20–25 7–9 3
Сизаль 65 12 9,9 2
Кокосина 32–43 0,15–0,25 40–45
Пальмовое масло 65 29
Ананас 81 12.7
Curaua 73,6 9,9 7,5
Пшеничная солома 38–45 15–31 12–20
Рис шелуха 35–45 19–25 20 14–17
Рисовая солома 41–57 33 8–19 8–28

Целлюлоза важнейший структурный компонент натуральных волокон растений; однако термостойкость целлюлозы оставляет желать лучшего.Другими важными факторами, определяющими общие свойства растительных волокон, являются их структура, химический состав, угол микроволокон, размеры ячеек и дефекты волокон [22,23]. Основные ограничения на применение натуральных волокон в качестве армирующих включают [24]:

1.

несогласованность между партиями и другие соображения качества волокна;

2.

высокая горючесть натуральных волокон;

3.

ограничения производительности, в частности, растяжение, ударная вязкость и низкое термическое сопротивление;

4.

восприимчивость к влагопоглощению;

5.

запах и запотевание.

Важно понимать индивидуальные свойства и условия выращивания широко используемых волокон растительного происхождения, чтобы эффективно использовать их в композитах.

Лен, Linum usitatissimum , относится к лубяным волокнам на растительной основе и в настоящее время является одним из наиболее широко используемых материалов благодаря своим высоким механическим и термостойким свойствам.Он выращивается в регионах с умеренным климатом и является одной из старейших волокнистых культур в мире. Жизненный цикл растения льна состоит из 12 различных стадий роста. Лен чаще всего используется на рынках текстиля с более высокой добавленной стоимостью. В настоящее время он используется в композитных панелях с термопластичной матрицей для внутренних конструкций в автомобильной промышленности (включая дверные панели автомобилей, обшивку крыши и багажника автомобиля, а также полки для посылок) [25,26].

Джут получают из растений рода Corchorus , который включает около 100 видов.В настоящее время это самое дешевое лубяное волокно с наибольшим объемом производства. Бангладеш, Индия и Китай предоставляют лучшие условия для выращивания джута. Это однолетнее растение, которое растет в муссонном климате и вырастает до 2,5–4,5 м. Композиты с термопластической матрицей на основе джута находят значительный рынок в немецкой промышленности автомобильных дверных панелей [27]. Кенаф относится к роду Hibiscus и насчитывает около 300 видов. Кенаф — новая культура в США, которая показывает хороший потенциал в качестве сырья для использования в композитных продуктах.Он известен как места в Индии и Бенгалии, как основной корень в Южной Африке, как джут в Индонезии и как амбари на Тайване. Растение имеет уникальное сочетание длинного луба (около 35% от сухой массы стебля) с короткими сердцевинными волокнами вместо полой сердцевины. Кенаф имеет высокие темпы роста, поднимаясь на высоту 4–6 м примерно за 4–5 месяцев. В Малайзии к этому растению проявляют большой интерес, поскольку оно быстро растет и может давать два урожая в год в условиях местного климата [27,28].

Еще одна известная культура лубяных волокон — конопля, принадлежащая к семейству Cannabis.Конопля — однолетнее растение, произрастающее в Центральной Азии и, как известно, было выращено в Китае более 4500 лет назад. Настоящая конопля — это тонкое, светлое, блестящее и прочное лубяное волокно, полученное путем вымачивания. Конопля в настоящее время является объектом субсидии Европейского Союза для непродовольственного сельского хозяйства, и в настоящее время в Европе осуществляется значительная инициатива для дальнейшего развития. Он также используется в автомобильной промышленности, аналогичной той, что используется для льняного волокна [29]. Рами принадлежит к семейству крапивниковых (Boehmeria), которое включает около 100 видов.Популярность Ramie как текстильного волокна в значительной степени ограничивалась регионами производства и химическим составом, который требовал более тщательной предварительной обработки, чем это требуется для других коммерчески важных лубяных волокон.

Волокна листьев, такие как сизаль, представляют собой агаву ( Agave sisalana ) и коммерчески производятся в Бразилии и Восточной Африке. Волокно абаки / банана, которое получают из бананового растения, прочно и устойчиво к морской воде. Абака, самое прочное из коммерчески доступных целлюлозных волокон, происходит из Филиппин и в настоящее время производится там и в Эквадоре.Когда-то это было предпочтительным канатным волокном для морских применений.

При производстве композитов с использованием натуральных волокон важно поддерживать однородность конечного продукта, чтобы эффективно оценивать свойства композитов. Любое добавление гидрофильных натуральных волокон (таких как кенаф) к гидрофобному пластику (например, полипропилену (ПП)) приведет к получению композитного материала с плохими свойствами из-за неоднородной дисперсии волокон в матрице и плохой границы раздела между волокном и матрицей. Однако эту проблему можно преодолеть путем подходящего выбора компатибилизатора (например,g., малеинированный полипропилен) или обработкой поверхности волокон. В результате в последние годы использование натурального волокна при литье под давлением значительно увеличилось из-за хороших механических свойств продуктов и повышенного соотношения цена / качество по сравнению с обычными синтетическими пластиками, получаемыми литьем под давлением [30]. Ограниченная термическая стабильность натуральных волокон, которая приводит к деградации во время обработки при температуре выше 200 ° C, также ограничивает использование методов массового производства, и это необходимо преодолевать путем повышения точности эффективных методов производства.

Другой проблемой при производстве композитов с использованием натуральных волокон растительного происхождения является поддержание высокого соотношения сторон для достижения превосходных термических, механических и функциональных свойств. Методы обработки композитов, такие как экструзия и литье под давлением, оказывают значительное влияние на соотношение сторон волокна и сохранение длины волокна. Важно разделить пучки волокон на отдельные волокна, не повреждая их. Эффективное диспергирование и распределение волокон в матричном материале за счет исключения агломератов может создавать однородные композиты с улучшенными свойствами.Было обнаружено, что уменьшение длины волокна, связанное с экструзией или литьем под давлением, не может существенно повлиять на свойства при растяжении из-за улучшения ориентации волокна вдоль направления потока полимера и увеличения дисперсии волокон за счет изменения размеров [31].

Границы | Гигроскопичность растительных волокон: обзор

Введение

Забота об окружающей среде привела к возобновлению интереса к биоматериалам. Среди них растительные волокна воспринимаются как экологически чистый заменитель стекловолокна для армирования композитов, особенно в автомобильной технике (Wambua et al., 2003; Садделл и Эванс, 2005; Summerscales et al., 2010). Благодаря их широкой доступности, низкой стоимости, низкой плотности, высоким специфическим механическим свойствам и экологичному имиджу, они все чаще используются в качестве армирующих материалов в композитах с полимерной матрицей (Bledzki and Gassan, 1999). В литературе термин «биокомпозит» часто используется для обозначения полимерной матрицы, армированной натуральными волокнами. Растущее количество публикаций за последние 10 лет, включая обзоры, отражает растущее значение этих новых биокомпозитов (Bledzki and Gassan, 1999; Mohanty et al., 2000; Джон и Томас, 2008 г .; Сатьянараяна и др., 2009; Summerscales et al., 2010; Фарук и др., 2012). Действительно, их сложная микроструктура как композитного материала делает растительные волокна действительно интересным и сложным объектом для изучения. Объектов исследования таких волокон много, потому что всегда есть некоторые проблемы, препятствующие их использованию в больших количествах (плохая адгезия, непостоянство, низкое термическое сопротивление, гидрофильность). Выбор в качестве наполнителя натуральных волокон, а не стекловолокна, приводит к изменению конечных свойств композита.Одно из наиболее важных различий между двумя видами волокон — их реакция на влажность. На самом деле стеклянные волокна считаются гидрофобными, тогда как растительные волокна обладают ярко выраженными гидрофильными свойствами. Композитные материалы в течение своего срока службы часто подвергаются изменяющимся климатическим условиям, в том числе неустойчивым гигроскопическим условиям. Однако во влажных условиях сильная гидрофильность таких армирующих волокон приводит к высокому уровню поглощения влаги во влажной среде (Célino et al., 2013). Это приводит к структурной модификации волокон и эволюции их механических свойств вместе с композитами, в которые они входят в Dhakal et al. (2007); Symington et al. (2009); Placet et al. (2012b). Таким образом, понимание этих механизмов поглощения влаги, а также влияния воды на конечные свойства этих волокон и их композитов представляет большой интерес для лучшего контроля над такими новыми биоматериалами. Это тема данной обзорной статьи.

О растительных волокнах

Происхождение растительных волокон

В природе существует широкий спектр натуральных волокон, которые можно различить по их происхождению. Точнее, натуральные волокна делятся на три категории, включая волокна животного происхождения, минеральные волокна и растительные волокна (рис. 1). В данной статье мы сосредоточимся на этой последней группе. Для получения подробной информации о других типах волокон интересные читатели могут обратиться к (Speil and Leineweber, 1969; Champness et al., 1976; Blicblau et al., 1997; Fu et al., 2009). Как видно на рисунке 1, растительные волокна также можно классифицировать по их местонахождению в растении. Например, лубяные волокна, такие как лен, конопля или джут (Mohanty and Misra, 1995; Summerscales et al., 2010), извлекаются из стебля растения, тогда как другие волокна могут быть извлечены из семян (хлопка) (Chand et al., 1988), фрукты (кокос, ананас), (Arib et al., 2004) или даже листья растения (сизаль) (Mukherjee and Satyanarayana, 1984; Li et al., 2000). Происхождение и свойства этих различных волокон описаны в подробном обзоре (Faruk et al., 2012). Растительные волокна извлекаются из растений с использованием широко известных и контролируемых процессов в текстильной промышленности. Некоторые авторы изучали влияние условий выращивания и процессов экстракции на их свойства (Keller et al., 2001; Coroller et al., 2013; Martin et al., 2013). В качестве примера у Martin et al. (2013) было обнаружено, что сорбция влаги и механические свойства льняных волокон зависят от степени вымачивания.

Рис. 1. Классификация натуральных волокон [на основе Baley (2004)] .

Химическая и структурная организация

Химический состав

Растительные волокна в основном состоят из полимеров на основе сахара (целлюлоза, гемицеллюлозы) в сочетании с лигнином и пектином. Могут быть обнаружены дополнительные компоненты, такие как воск или масло, а также структурная вода (De Rosa et al., 2010). Климатические условия, возраст или процесс деградации влияют на химический состав, который варьируется от растения к растению и в разных частях одного и того же растения. В обзоре литературы (Faruk et al., 2012) перечислил диапазон средних химических составляющих для самых разных типов растений.

Целлюлоза является основным компонентом таких волокон. Это линейная полимерная цепь, состоящая из звеньев D-глюкопиранозы, соединенных β-1,4-гликозидными связями. Водородные связи между различными макромолекулами придают сборке различные интересные физические свойства, включая способность образовывать кристаллические структуры. В результате целлюлоза имеет полукристаллическую форму: есть как высококристаллические, так и аморфные области.Кристаллическая целлюлоза отображает шесть различных полиморфов с возможностью преобразования из одной формы в другую. Кристаллическая форма целлюлозы I или природная целлюлоза также включает два алломорфа, а именно целлюлозу Iα и Iβ (Sugiyama et al., 1991). Обнаружено, что соотношение этих алломорфов варьируется от растения к растению. В лубяных волокнах, таких как лен, джут или конопля, преобладает целлюлоза Iβ (Sarko and Muggli, 1974; Nishiyama et al., 2002). Кристаллические области называются кристаллитами. Нитевидный объект, возникающий в результате линейной ассоциации этих компонентов, называется микрофибриллой; он образует основную структурную единицу клеточной стенки растений.Эти микрофибриллы состоят из нескольких тысяч целлюлозных цепей. Их диаметр можно измерить методом дифракции рентгеновских лучей. Он находится в нанометровом диапазоне от 5 до 30 нм, в зависимости от авторов и типа волокна (Näslund et al., 1988; Fink et al., 1990; Eichhorn et al., 2001; Astley and Donald, 2003). . В продольном направлении модуль Юнга этих микрофибрилл составляет около 137 ГПа (Sakurada et al., 1962). Эти свойства обеспечивают их хорошие механические свойства растительным волокнам.В большинстве натуральных волокон микрофибриллы ориентируются под углом к ​​оси волокна, который называется углом микрофибрилл. Этот угол существенно влияет на механические свойства волокна. Чем он ниже, тем лучше свойства (Bourmaud et al., 2013). Кейв разработал метод измерения его с помощью дифракции рентгеновских лучей (Cave, 1997). Это варьируется от растения к растению. Ресурсы по целлюлозе можно найти в справочных материалах (Eichhorn et al., 2001; Heinze and Fischer, 2005).

Структурная организация

Растительные волокна имеют многомасштабную структуру и могут использоваться в различных масштабах для армирования композиционных материалов (рис. 2).Действительно, волокна могут быть кондиционированы как тканевая пряжа (Madsen and Lilholt, 2003), пучок волокон или даже отдельные волокна (Baley, 2002; Placet, 2009). Пучок волокон (рис. 2В) представляет собой совокупность нескольких элементарных волокон, связанных друг с другом стенкой размером десять микрометров, состоящей в основном из пектина и лигнина. Эта стенка называется средней пластиной (Morvan et al., 2003). Пряжа из растительных волокон состоит из большого количества относительно коротких растительных волокон, которые скручены под углом к ​​оси пряжи для обеспечения осевой прочности пряжи (Madsen et al., 2007). Единичные волокна имеют структуру многоклеточной стенки (рис. 2C). Сечение многоугольное, но обычно считается круглым для расчета механических свойств. В основном он представляет собой полый многогранник, разбитый на несколько стенок и слоев. Наружная стена называется основной стеной. Он имеет относительно небольшую толщину по сравнению с общей толщиной волокна. Эта стенка в основном состоит из пектина, низкокристаллической целлюлозы, гемицеллюлозы и восков в меньшем количестве (Горшкова и др., 2000; Zykwinska et al., 2008). Вторичная стена, составляющая около 90% общей площади, разделена на три слоя. Он в основном состоит из микрофибрилл целлюлозы, ориентированных параллельно друг другу и встроенных в аморфную матрицу, состоящую из гемицеллюлозы, пектина и лигнина. Эти три слоя отличаются друг от друга из-за их разной толщины и структурной организации (угол микрофибриллы, химический состав). Самый толстый слой — это слой S2. Он составляет 70–80% от толщины вторичной стенки.Таким образом, свойства волокна во многом определяются особенностями этого слоя.

В первом приближении единичные волокна можно рассматривать как композиционные материалы с аморфной матрицей из гемицеллюлозы, армированные микрофибриллами целлюлозы, которые ориентированы параллельно и образуют угол спирали с осью волокна. В слое S2 этот угол составляет около 10 ° (рис. 2D). В других слоях микрофибриллы ориентированы под разными углами, как показано на схематическом изображении Baley (2002).Полая часть называется просветом. Это придает волокнам трубчатую структуру.

Физико-механические свойства

Как упоминалось ранее, растительные волокна имеют свойства конкурировать со стекловолокном в качестве арматуры для композитных материалов. Из-за своей низкой плотности они обладают хорошими специфическими механическими свойствами, особенно в отношении жесткости. В таблице 1 представлены важные механические свойства обычно используемых волокон (Oksman et al., 2003; Satyanarayana and Wypych, 2007; Bodros and Baley, 2008; Ochi, 2008; Summerscales et al., 2010; Бурмо, 2011; Фарук и др., 2012).

Как видно из таблицы 1, свойства растительных волокон могут различаться для данного волокна. Фактически, основная проблема таких волокон — это высокая изменчивость их свойств. Таким образом, в литературе имеется большое количество данных, показывающих относительно широкое распространение. Во-первых, эту изменчивость можно объяснить различиями в химическом составе и структуре волокон (угол микроволокон, кристалличность, дефекты) из-за условий окружающей среды во время роста (Bourmaud et al., 2013). Во-вторых, это можно объяснить различными используемыми методами тестирования или различными условиями окружающей среды (относительная влажность, температура, скорость загрузки, количество протестированных образцов) (Placet et al., 2012a). Более того, как упоминалось ранее, растительные волокна можно исследовать в различных масштабах (пучки волокон или отдельные волокна). В литературе есть данные по механике как пучков волокон (Madsen et al., 2007; Charlet et al., 2011), так и элементарных волокон (Baley, 2002; Placet et al., 2012b). Когда тестирование выполняется в масштабе пучка, возникают эффекты проскальзывания волокон относительно друг друга в средней ламелле.Таким образом, как правило, пучки волокон обладают более низкими свойствами, чем элементарные волокна. Charlet et al. (2011) изучали механическое поведение средней ламели пучков льняных волокон. Авторы показали низкую прочность на сдвиг этой границы раздела, что может объяснить более слабые механические свойства пучка.

Как упоминалось в разделе «Структурная организация», растительное волокно представляет собой композит, состоящий из трех полимеров (целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина), в котором однонаправленные микрофибриллы целлюлозы составляют армирующие элементы в матричной смеси гемицеллюлозы и лигнина.Эта структура может быть построена как многослойная конструкция со слоями P, S1, S2 и S3 микрофибрилл целлюлозы, расположенными под разными углами к оси волокна (рис. 2C). Затем упругие свойства могут быть рассчитаны с использованием классической ламинированной теории (Gassan et al., 2001). Для прогнозирования гигроупругих свойств таких волокон также следует использовать модели переходных масштабов. Например, модели Мори и Танака следует разрабатывать, как описано в Fréour et al. (2006). Чтобы учесть дезориентацию армирования микрофибрилл, методы, представленные Lacoste et al.(2010, 2011) следует использовать. Механические свойства этих трех полимеров широко изучены в литературе. Например, Таширо и Кобаяши (1991) и Гиллис (1969) представили данные о целлюлозе. Более того, Казинс в 80-х годах помог создать ценную базу данных по свойствам лигнина и гемицеллюлозы (Казинс и др., 1975; Казинс, 1976, 1978). Из-за своей специфической структуры растительные волокна обладают анизотропным поведением. В продольном направлении они обладают хорошими механическими свойствами за счет микрофибрилл, тогда как в радиальном направлении механические свойства ниже и более изменчивы из-за свойств аморфной смеси.

Растительные волокна проявляют специфическое поведение при механических циклах. Бейли (2002) был первым, кто показал, что модуль Юнга льняных волокон увеличивается с увеличением количества циклов (рис. 3). Причем пластическая деформация появляется после первого цикла. Для объяснения этих результатов автором была предложена гипотеза о новом расположении микрофибрилл в волокне с увеличением степени кристалличности. Затем, чем больше микрофибриллы выровнены с осью волокна, тем лучше будут механические свойства в этом направлении.

Рис. 3. Изменение модуля Юнга льняных волокон в зависимости от количества механических циклов (Baley, 2002) .

Аналогичный эффект был продемонстрирован Placet et al. (2012b) для гидратированных волокон конопли. Кристаллизация растительных волокон при испытании на растяжение была подчеркнута Astley и Donald (2003) с помощью дифракции рентгеновских лучей. Переориентация микрофибрилл во время испытания на растяжение также была подтверждена различными исследованиями (Keckes et al., 2003; Burgert, 2006; Placet et al., 2011).

На механические характеристики растительных волокон влияют различные параметры, в том числе: содержание целлюлозы, угол микроволокон, диаметр волокна, температура, наличие дефектов и содержание воды внутри волокон. Последний случай будет целью следующего раздела.

Поскольку целлюлоза является более жестким компонентом натуральных волокон, чем выше содержание целлюлозы, тем лучше будут механические свойства. Угол микрофибриллы также оказывает большое влияние на эластичные свойства растительных волокон.Фактически, чем слабее этот угол, тем лучше свойства, потому что растительные волокна ведут себя как композитный материал, который имеет лучшие механические свойства в направлении армирования. Что касается влияния диаметра, большинство исследований, проведенных на растительных волокнах при растяжении, показали, что как модуль Юнга, так и прочность на разрыв увеличиваются при уменьшении диаметра тестируемых волокон (Baley, 2002; Andersons et al., 2005; Charlet et al., 2010). ; Duval et al., 2011). Недавно Placet et al. (2012a) выяснили причины этой зависимости при изучении волокон конопли.Используя математическую модель и реконструировав трехмерное изображение волокон, они показали, что их модуль Юнга зависит в первую очередь от размера просвета, а во-вторых, от диаметра внешнего слоя волокна. Температура также существенно влияет на механические свойства таких волокон. Это может привести к появлению дефектов, что приведет к снижению общих механических свойств волокон (Gassan et al., 2001; Stamboulis et al., 2001). Возникновение дефектов в таких материалах также является источником изменчивости механических свойств растительных волокон.Эти дефекты могут появляться на различных этапах извлечения и обработки волокон, особенно на этапе вымачивания (Bourmaud, 2011). Влияние всех этих параметров было подробно изучено Мукерджи и Сатьянараяна (1986).

Научные препятствия на пути их эффективного использования в качестве арматуры в композитных материалах (Темы исследований природных волокон)

Таблица 2 суммирует преимущества и недостатки этих волокон. Фактически, в настоящее время существуют некоторые проблемы, которые не позволяют их широко использовать в композитных материалах.Эти разные точки представляют собой интересные исследовательские работы.

Таблица 2. Преимущества и недостатки растительных волокон .

Одним из основных недостатков, связанных с использованием натуральных волокон в качестве армирующих материалов в композитах, является плохая адгезия между волокном и матрицей. В композитах матрица действует как связующее для передачи жесткости волокон в материале. Если его сцепление с волокнами слабое, композит не будет иметь желаемых свойств. Кроме того, он будет уязвим для среды, в которой он будет использоваться, и его срок службы должен быть сокращен.Проводится множество исследований по улучшению сцепления волокон с полимерной матрицей за счет модификации поверхности волокна. Авторы предлагают два подхода: физическая обработка (плазма, обработка коронным разрядом…) или химическая модификация (малеиновый ангидрид, органосиланы, изоцианаты, гидроксид натрия, перманганат и пероксид…) (Gauthier et al., 1998; Hill et al., 1998; Gassan, Bledzki, 1999; Tripathy et al., 1999; Mishra et al., 2000; Mohanty et al., 2000; Bessadok et al., 2007; Islam et al., 2010; Аликс и др., 2011, 2012). К сожалению, методы лечения, предлагаемые в литературе, не всегда позволяют сохранить целостность волокон, а также их естественный характер.

Еще одним недостатком таких волокон является изменчивость их свойств в зависимости от партии, сорта и даже местоположения волокна на заводе. Например, сравнение механических свойств льняных волокон, расположенных в разных местах стебля (Charlet et al., 2007), показало, что льняные волокна, расположенные в центре, обладают лучшими механическими свойствами, чем другие.

Низкая термостойкость этих волокон является еще одним недостатком. Таким образом, рабочая температура композита, в который они входят, не должна превышать 200 ° C. При превышении этой температуры целостность волокна не гарантируется. Использование натуральных волокон подразумевает ограничение на выбор матрицы.

Устойчивость таких волокон к грибку также может вызвать некоторые проблемы (условия хранения, технологические условия, использование во влажных условиях).

Наконец, гидрофильная природа волокон представляет собой серьезную проблему при их использовании в качестве арматуры в полимерах.Фактически, было показано, что поглощение воды растительными волокнами приводит к снижению характеристик композитов, в которых они играют роль армирования (Rangaraj and Smith, 2000). Чтобы понять механизмы поглощения в таких волокнах, необходимо провести исследования. Следующий раздел представляет собой обзор литературы об их гидрофильном поведении, а также о влиянии воды на их свойства.

Гидрофильные свойства натуральных волокон

При их использовании в качестве армирования необходимо тщательно учитывать гидрофильную природу растительных волокон по нескольким причинам.Во-первых, в течение жизненного цикла материала водопоглощение может вызвать изменение объема волокон внутри композита, что приведет к развитию внутренних напряжений. С другой стороны, во время процесса полимеризации матрицы при температуре выше 100 ° C может происходить испарение воды, захваченной внутри волокон, что приводит к их усадке. Набухание и усадка волокон, окруженных матрицей, создают внутренние напряжения на границе раздела волокно / матрица и могут в конечном итоге привести к повреждению последней и к значительному ухудшению исходных свойств композита.Работы Рангараджа и Смита (2000); Dhakal et al. (2007); Le Duigou et al. (2009); Hu et al. (2010); Assarar et al. (2011) изучают водопоглощение композитов, армированных биоволокнами. Например, в своей работе по водопоглощению композитного материала из льняного волокна (Assarar et al., 2011) было показано увеличение количества поглощенной воды по сравнению с материалом, состоящим из той же матрицы, армированной стекловолокном. Le Duigou et al. (2009) изучали поведение композита PLLA / лен при погружении в морскую воду.Кривые увеличения веса показали влияние целлюлозных волокон. Содержание насыщенной влаги в образцах составляло около 5,6%. Как следствие, добавление льняных волокон привело к увеличению веса в 17 раз по сравнению с неармированным PLLA. Кажущийся коэффициент диффузии также был значительно выше. Аналогичные результаты были получены Ли и Ван (2006); Chow et al. (2007); Аликс и др. (2011). Во-вторых, Le Duigou et al. (2009) показали потерю механических свойств композита и необратимое повреждение границы раздела волокно / матрица во время влажного старения.Как упоминалось ранее, эта граница раздела является критической областью с точки зрения поглощения влаги. Вода, диффундирующая в композитный материал, создает водородные связи с волокнами, что может привести к уменьшению взаимодействия между волокнами и матрицей. Dhakal et al. (2007) показали увеличение влагопоглощения с увеличением объемной доли волокна для композитного полиэфира / конопли, погруженного в воду при 25 ° C. Связь между объемной долей клетчатки и содержанием воды также была четко показана Джорджем и др.(1998). В своей работе Dhakal et al. (2007) показали потерю механических свойств при изгибе из-за количества поглощенной воды. По их словам, поглощение влаги приводит к разбуханию волокна, что приводит к возникновению микротрещин в матрице. Затем, когда композит трескается и повреждается, активизируются капиллярность и перенос через микротрещины. Механизм капиллярности может включать поток молекул воды вдоль границ раздела волокно / матрица, а также процесс диффузии через объемную матрицу.Это может привести к нарушению сцепления волокна и матрицы, как показано на рисунке 4. В конечном итоге эти микротрещины создают напряжения набухания, ведущие к разрушению композита (Bismarck et al., 2002). Эффект отслаивания и микротрещины наблюдались также в случае других композитов на биологической основе (Chow et al., 2007; Hu et al., 2010). Что касается эволюции стресса при разрушении биокомпозитов, в литературе есть некоторые противоречия. С одной стороны, Dhakal et al. (2007) показывают, что растягивающее напряжение ненасыщенных полиэфирных композитов, армированных пеньковым волокном, увеличивается примерно на 22% после погружения в воду.С другой стороны, Assarar et al. (2011) показывают небольшое снижение растягивающего напряжения композитов лен / эпоксидная смола после погружения (около 5%). Такая тенденция не полностью согласуется с работами (Le Duigou et al., 2009), в которых показано значительное снижение напряжения при разрыве (50%), когда композиты лен / PLLA погружались в морскую воду.

Рисунок 4. (A) Растрескивание матрицы, (B) Трещина, идущая вдоль границы раздела, (C) Разрыв волокна / матрицы из-за атаки со стороны молекул воды (Dhakal et al., 2007).

Наконец, в этих исследованиях выделяются следующие основные моменты:

— Значительное влияние гидрофильности целлюлозных волокон на максимальную влагопоглощающую способность композитного материала, который они армируют.

— Раннее повреждение таких композитов из-за эффекта набухания и усадки волокон.

Таким образом, для изучения долговечности таких композитных материалов важно понять взаимодействие с водой, происходящее только в растительных волокнах.В следующих разделах будет изучена связь между микроструктурой волокон и их гидрофильным поведением, а влияние воды на их свойства будет исследовано с помощью обзора литературы.

Связь между микроструктурой и гидрофильным поведением

Гидрофильное поведение растительных волокон в основном обусловлено двумя факторами: их составом и их специфической структурой. Обычно одним из наиболее важных факторов, контролирующих явление диффузии воды в полимерных материалах, является молекулярное взаимодействие, происходящее между диффундирующим соединением и субстратом.Явление диффузии зависит от способности молекулярных центров полимера устанавливать водородные связи с молекулами воды. В растительных волокнах компоненты, которые имеют полярные группы и, следовательно, отвечают за поглощение влаги, представляют собой целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин и лигнин (Berthold et al., 1998; Célino et al., 2014a).

Некоторые авторы изучали водопоглощение целлюлозы (Magne et al., 1947; Nelson, 1977). Они показали, что вода, абсорбированная целлюлозой, имеет очень отличные от свободной воды свойства.В своих работах Накамура и др. (1981) показали значительное уменьшение доли связанной воды в целлюлозе по мере увеличения степени кристалличности целлюлозы с использованием метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Они также показали, что молекулы воды связываются с 3 гидроксилом гликозидных единиц аморфной фазы, в то время как поглощение гидроксильных центров в кристаллической фазе непредсказуемо. На основании этих данных можно сделать вывод, что диффузия влаги в целлюлозе происходит в основном в аморфной фазе.Таким образом, большинство моделей, используемых в литературе для описания гигроэластичного поведения растительных волокон, считают микрофибриллы целлюлозы на 100% кристаллическими и, следовательно, нечувствительными к поглощению влаги (Neagu and Gamstedt, 2007; Marklund and Varna, 2009).

Согласно Дэвису и Брюсу (1998), гемицеллюлозы, составляющие основную часть аморфной фазы в растительных волокнах, играют важную роль в хранении влаги. Эта гипотеза подтверждается результатами Pejic et al.(2008), которые наблюдали значительное снижение прироста насыщенной массы волокон конопли после удаления гемицеллюлозы и лигнина. Кроме того, Казинс (1976, 1978) показал, что их механические свойства значительно ухудшаются с поглощением влаги.

Пектин, расположенный в средней ламелле и слое S1, состоит из высокополярных карбоксильных функций. Эти группы обладают способностью создавать водородные связи с полярными растворителями, такими как вода. В зависимости от скорости вымачивания волокон их содержание варьируется (Martin et al., 2013). Таким образом, когда пучки волокон подвергаются воздействию влажной среды, поглощение влаги более важно, чем в случае одного волокна, поскольку средняя пластинка, состоящая в основном из пектина, является предпочтительной областью для поглощения воды.

Еще одним фактором, определяющим высокий уровень влагопоглощения этих волокон, является их особая структура. Эти волокна пористые и имеют высокую поверхность обмена. Таким образом, когда волокно находится во влажной среде, вода может накапливаться внутри свободного объема конструкции.В настоящее время содержание пористости в растительных волокнах неизвестно.

Итак, на диффузию воды влияет структура волокна в различных масштабах. В единичном масштабе волокна волокно демонстрирует сложную структуру стенки с множеством ячеек. В первом приближении можно предположить, что эта структура ведет себя аналогично более толстому слою S2, который обычно составляет более 80% от общего диаметра (Горшкова и др., 2000). Фактически предполагается, что этот слой представляет собой композиционный материал с аморфной фазой (матрицей), армированной жесткой кристаллической фазой (микрофибриллами целлюлозы) (Hearle, 1963).В этом масштабе диффузия воды будет происходить в аморфной области. Кроме того, эти области в основном состоят из гидрофильных полимеров (гемицеллюлозы и лигнина). В масштабе пучка диффузия осуществляется через интерфейс между волокнами. Этот интерфейс называется средней пластиной. По данным Morvan et al. (2003) средняя пластинка в основном состоит из пектина, карбоксильные функции которого облегчают абсорбцию воды за счет водородных связей. Последним структурным фактором, влияющим на диффузию, является общая пористая структура натуральных волокон.Вода может скапливаться внутри пор.

Сорбционные механизмы

Точные механизмы, регулирующие перенос воды в этих волокнах, все еще не определены. Поглощение влаги в этих материалах на биологической основе может быть связано как с явлениями диффузии, так и с эффектами капиллярности.

По данным Bessadok et al. (2007), при высокой относительной влажности, когда концентрация воды превышает определенный порог, происходит релаксация существующих пустот в структуре, что приводит к значительному набуханию материала.На самом деле кажется, что вода проникает в волокна и разрывает вторичные связи между макромолекулами целлюлозы. Затем молекулы воды могли связываться с сетью посредством водородных связей, что приводило к набуханию материала (Pejic et al., 2008). Хатакеяма и Хатакеяма (1998) изучали взаимодействие воды с гидрофильными полимерами. Они показали, что вода более или менее связана с сеткой материала, подчеркнув наличие связанной и свободной воды в таких структурах.Количество связанной воды зависит от химической структуры материала. Эта вода связана с сеткой водородными связями, разрывая существующие связи между гидроксильными группами полимерной цепи.

К методам количественной оценки и визуализации связанной и свободной воды относятся: ДСК, ядерный магнитный резонанс (ЯМР), спектроскопия комбинационного рассеяния и инфракрасная спектроскопия (Hatakeyama et al., 2012). С помощью ЯМР можно охарактеризовать различные типы воды, молекулярное движение связанной воды и взаимодействия воды с определенной полимерной цепью материала, в который они вставлены (Popineau et al., 2005). Используя DSC, Nakamura et al. (1981) визуализировали и количественно оценили эти два типа воды в образцах целлюлозы. Согласно их работам, на самом деле существует три типа воды, которые называются следующим образом: «замерзающая вода», «замерзающая связанная вода» и «незамерзающая вода». Первый термин относится к свободной воде, а два других, соответственно, к воде. слабо и сильно привязан к сети. Количество «незамерзающей воды» напрямую связано с молекулярной структурой материала. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) также оказалась хорошо адаптированной для изучения явления сорбции воды, поскольку она позволяет охарактеризовать молекулярные взаимодействия с участием потенциальных центров сорбции воды.В литературе FTIR-спектроскопия широко используется для изучения переноса воды в полимерах и, в частности, для изучения воды, сорбированной эпоксидными смолами (Fieldson and Barbari, 1993; Cotugno et al., 2001; Feng et al., 2004). Недавно Célino et al. (2014a) изучали сорбцию воды на трех натуральных волокнах (льняном, конопляном и сизальском) с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Спектральная информация позволила провести качественный и количественный анализ механизмов влагопоглощения. Были определены основные химические функции, участвующие в явлении сорбции воды (рис. 5), а абсолютное содержание воды в волокнах было определено с использованием метода регрессии частичных наименьших квадратов (PLS-R).Кроме того, с помощью этого метода была построена кинетика диффузии. Более подробный анализ (например, путем деконволюции валентной полосы ОН) может привести к количественному определению соотношений свободной и связанной воды, как описано в различных предыдущих работах по смесям полимер-вода (Cotugno et al., 2005; Mensitieri et al. ., 2006).

Рис. 5. Полосы инфракрасного спектра, подверженные влиянию увеличения относительной влажности для сизалевого волокна . p — значения баллов (используется с порогом 0.05), что указывает на значительное влияние поглощения воды на полосы FTIR, были отмечены красными точками (Célino et al., 2013, 2014a, b).

Что касается кинетики диффузии, большинство авторов исторически использовали классическую модель Фика для представления диффузионного поведения таких волокон, подвергнутых гидротермальному старению (Gouanvé et al., 2007; Bessadok et al., 2009). Недавно другие авторы предложили использовать модель параллельной экспоненциальной кинетики (PEK) для анализа кривых абсорбции и десорбции различных целлюлозных волокон (Hill, Xie, 2011; Xie et al., 2011). Они полагают, что процесс диффузии ограничен набуханием материала, а не явлением диффузии. Эта модель, представленная двойной экспонентой, делит кинетику диффузии на две кинетики первого порядка: медленную кинетику и быструю кинетику. Физический смысл этой модели обсуждался Хиллом и Се (2011). В своей работе параметры ПЭК для сорбции оценивались авторами с точки зрения двух последовательно расположенных элементов Кельвина – Фойгта. Затем, постоянная силы в пружине каждого элемента Кельвина – Фойгта была определена как равновесное содержание влаги для каждого процесса, тогда как вязкость демпфера представлена ​​постоянной времени для каждой кинетики.Действительно, адсорбированные молекулы водяного пара оказывают давление внутри стенки ячейки, что приводит к изменению размеров, что эквивалентно растяжению пружины в модели Кельвина – Фойгта. Таким образом, модуль упругости определяет содержание воды в системе в бесконечное время (MC1, MC2). Более того, скорость, с которой молекулы воды адсорбируются или десорбируются системой, является функцией вязкости дроссельной заслонки в модели. Чем быстрее матрица способна деформироваться, тем выше скорость проникновения или выхода воды в стенку клетки или из нее.

Совсем недавно Célino et al. (2013, 2014a, b) предложили использовать теорию Ленгмюра для объяснения кинетики диффузии нескольких волокон в иммерсии. В этой модели, разработанной Картером и Киблером (1978) 35 лет назад, поглощение влаги можно объяснить количественно, если предположить, что поглощенная влага состоит как из подвижных, так и из связанных фаз. Молекулы подвижной фазы диффундируют с коэффициентом диффузии D γ , не зависящим от концентрации и напряжения, и поглощаются (связываются) с вероятностью в единицу времени γ в определенных местах (например: пустоты в полимере, водородные связи и гетерогенные морфологии).Молекулы испускаются из связанной фазы, становясь подвижными с вероятностью в единицу времени β. Эта модель хорошо адаптирована к структуре и составу растительных волокон, поскольку учитывает свободную и связанную воду.

Что касается изотерм сорбции, содержание воды напрямую связано с относительной влажностью, следуя сигмоидальной зависимости, как описано Alix et al. (2009); Gouanvé et al. (2007). Такого рода изотермы сорбции хорошо согласуются с моделью Парка (Park, 1986).Эта модель предполагает ассоциацию трех механизмов, описывающих три части кривой (рис. 6). Она часто используется для объяснения изотерм сорбции гидрофильных и пористых сред, таких как целлюлозные волокна (Bessadok et al., 2009). Первая часть кривой могла быть связана с модой Ленгмюра (относительная влажность <10%). При такой относительной влажности вода сорбируется на определенных участках за счет водородных связей. Как обсуждалось ранее, специфическими сайтами могут быть гидроксильные функции аморфной целлюлозы и гемицеллюлозы или карбоксильные функции пектина (Célino et al., 2014а). Когда относительная влажность увеличивается, происходит насыщение этих специфических участков сорбции. Затем концентрация воды линейно увеличивается с относительной влажностью, как описывает закон Генри (до тех пор, пока RH = 65%). Такое поведение можно объяснить пористой структурой волокон, в которой вода может свободно диффундировать. Третья часть хорошо описывается степенной функцией, которая представляет собой явление агрегации молекул воды. Действительно, при высокой относительной влажности концентрация воды слишком важна, и молекулы воды соединяются вместе, образуя кластеры.Более того, было показано, что волокна, погруженные в дистиллированную воду при комнатной температуре, могут поглощать 100–200% воды по массе в зависимости от типа волокна (Symington et al., 2009; Célino et al., 2013), тогда как в 80% При относительной влажности содержание воды достигает 10–15% (Watt, Kabir, 1975; Xie et al., 2011; Célino et al., 2013). Другие механизмы сорбции могут объяснить такой разрыв между условиями погружения и влажности пара.

Рис. 6. Равновесная изотерма сорбции водяного пара для модифицированных волокон агавы при 25 ° C [на основе Bessadok et al.(2009)] .

Влияние воды на свойства натуральных волокон

Поглощение влаги этими гидрофильными волокнами приводит к изменению их физических и химических свойств. Действительно, взаимодействие воды с гидрофильными материалами может вызывать множество явлений, таких как изменение размеров, модификация механических и химических свойств и т. Д.… Вода может оказывать пластифицирующее действие на структуру или, наоборот, образовывать устойчивые водородные связи, ведущие к с антипластифицирующим эффектом (Hatakeyama and Hatakeyama, 1998).

Размерные изменения

Для синтетических композитов взаимосвязь между количеством поглощенной воды и изменением размеров хорошо задокументирована (Weitsman, 2000). В случае биокомпозитов волокна считаются анизотропными и гидрофильными, что требует изменения моделей, традиционно используемых для трансверсально изотропных и гидрофобных волокон. Таким образом, количественная информация о коэффициенте гидрорасширения этих волокон будет важным фактором для разработки новых моделей, адаптированных к этим биоматериалам.Опубликован ряд работ по набуханию биокомпозитов (Madsen et al., 2012; Masoodi, Pillai, 2012). Например, исследование, основанное на измерении деформации композитов, армированных волокнами конопли, показало, что коэффициент гидрорасширения увеличивается с увеличением содержания волокна в материале (Madsen et al., 2012). Эти результаты также наблюдались Масуди и Пиллаи (2012) на джутовом / эпоксидном биокомпозите, показывая, что натуральные волокна оказывают сильное влияние на изменение размеров композитов, в которые они входят.В масштабе волокна было проведено мало исследований для измерения этого коэффициента, несмотря на то, что обнаружено набухание. Действительно, растительные волокна имеют нестабильное пространственное поведение. Под воздействием влажной среды они разбухают, в результате чего в конструкции возникают внутренние напряжения. Например, при сушке натуральные волокна теряют воду, поэтому можно наблюдать усадку в их поперечном направлении. Кроме того, изменение размеров натуральных волокон зависит от их состава. Ли и др.(2010) исследовали гигроскопическую деформацию микрофибрилл целлюлозы с помощью АСМ (атомно-силовая микроскопия). Они показали, что характерные времена поглощения воды и изменения размеров образца не находятся в одном масштабе. Действительно, после явления сорбции наблюдается время задержки набухания или усадки фибрилл целлюлозы. Гигроскопические деформации могут быть обратимыми — в этом случае они предсказываются коэффициентом гидрорасширения — или необратимыми из-за структурных дефектов.

Используя гигроупругую модель, примененную к элементарному волокну, рассматриваемому как многослойный полый цилиндр, (Neagu and Gamstedt, 2007) выделил параметры, влияющие на коэффициент гидрорасширения древесных волокон.Они обнаружили, что наиболее важным параметром является угол микроволоконности слоя S2.

Влияние на механические свойства

Что касается влияния воды на механические свойства, несколько авторов показали взаимосвязь между влажностью и механическими свойствами растительных волокон. Хотя это влияние было ясно продемонстрировано, различные результаты литературы не совсем согласуются (Таблица 3). Действительно, Дэвис и Брюс (1998) экспериментально наблюдали тенденцию к уменьшению модуля Юнга с увеличением относительной влажности для льняных и крапивных волокон (уменьшение модуля Юнга льняных волокон примерно на 23% при изменении относительной влажности от 30 до 80%). ).Эта тенденция также подчеркивается Symington et al. (2009) для льна и Ho и Ngo (2005) для волокон конопли и кокосового волокна. Однако другие исследования показывают увеличение модуля Юнга волокон при относительной влажности до определенного порога поглощения воды (Symington et al., 2009; Placet et al., 2012b). В частности, Placet et al. (2012b) показывают, что модуль молодости волокон конопли увеличивается примерно на 20% в диапазоне относительной влажности 25–80%. Это увеличение жесткости можно объяснить перестройкой микрофибрилл и окружающих молекул, действующих как матрица (Placet et al., 2012б). Эта перестройка могла быть активирована набуханием волокон. При превышении определенного порогового значения влажности снижение модуля Юнга можно объяснить пластифицированием волокна. Фактически, образование водородных связей, заменяющих связи в макромолекулярной сети гемицеллюлозы, может сделать материал более гибким и податливым. Эстлей и Дональд (2001) изучали эту возможную перестройку микрофибрилл во время гидратации льняных волокон с помощью дифракции рентгеновских лучей. Они подчеркнули структурную эволюцию волокон во время обезвоживания.Таким образом, ими была предложена модель, учитывающая реорганизацию микрофибрилл при десорбции молекул воды (угол микрофибрилл варьируется от 15 ° до 11 ° для сухого образца).

Таблица 3. Обзор литературы о влиянии поглощения влаги на механические свойства растительных волокон .

Что касается влияния воды на максимальное растягивающее напряжение, разные литературные результаты согласуются. Часто наблюдается увеличение напряжения при разрушении из-за относительной влажности до порогового значения RH = 50-60% (Placet et al., 2012b) или RH = 70% (Van Voorn et al., 2001). Выше этой относительной влажности прочность на разрыв снижается. Поглощение воды внутри волокна может привести к разрыву водородных связей между матрицей аморфной фазы и кристаллической фракцией волокна. Это снизило бы предел прочности на разрыв. Обзор литературы показывает увеличение удлинения волокна с увеличением содержания воды. Вода выступает пластификатором и смягчителем структуры.

Еще одно явление, выделенное Маннаном и Роббани (1996), а позднее — Пласетом и др.(2012b) — вращение волокон в присутствии влаги. Для статической нагрузки авторы показали, что угол поворота увеличивается с увеличением относительной влажности. В той же работе Placet et al. (2012b) наблюдали заметное увеличение жесткости волокна во время испытаний на растяжение за счет циклов относительной влажности от RH = 50% до RH = 80%. Модуль упругости увеличивается на 250% от исходного значения.

Разнообразие этих результатов в литературе еще раз следует связать с условиями испытаний и факторами изменчивости этих волокон (условия роста, условия экстракции, условия хранения…)

Структурные изменения

Конструктивные изменения отмечены несколькими работами.Например, в своей исследовательской статье Накамура и др. (1983) предполагают, что аморфная фаза кристаллической целлюлозы может стать кристаллической в ​​присутствии связанной воды. Дальнейшие испытания методом XRD показывают, что поглощение влаги целлюлозой I приводит к увеличению степени кристалличности. В связи с этим увеличением кристалличности авторы показали увеличение прочности на разрыв гидратированной целлюлозы I. Эволюция кристаллической структуры волокон во время сушки также исследовалась Célino et al.(2014b) путем расчета индекса общей кристалличности или TCI, описанного Нельсоном и О’Коннором в 60-х годах (Nelson and O’Connor, 1964). Этот метод подтверждает наличие в инфракрасном спектре целлюлозы как кристаллических, так и аморфных характеристических полос. Затем можно оценить долю кристаллической целлюлозы в образце, определив соотношение интенсивностей этих полос. Результаты показали снижение степени кристалличности с уменьшением содержания воды внутри волокон, что свидетельствует о действии воды на макромолекулярную сеть целлюлозы.Когда вода удаляется из образца, водородные связи, образованные между водой и гидрофильными участками волокон, разрываются, что приводит к релаксации макромолекулярной сети и снижению степени кристалличности. Недавно эта гипотеза была подтверждена рентгенографическим исследованием древесных волокон, подвергнутых гигроскопическим циклам (Toba et al., 2013).

Сводка

Композиты, армированные натуральными волокнами, получили значительное развитие за последние годы благодаря их способности к биологическому разложению, низкой стоимости, низкой относительной плотности, высоким удельным механическим свойствам и возобновляемой природе.Предопределено, что эти композиты найдут все больше и больше применений в ближайшем будущем, поскольку проводится множество исследований, направленных на понимание и улучшение их свойств. Понимание гигроскопичности этих материалов является ключевым вопросом для их использования в различных погодных условиях. В этой статье рассмотрены, проанализированы и освещены многие исследования, касающиеся связи между микроструктурой и гидрофильным поведением растительных волокон, влияния влаги на их свойства, а также конечных свойств композитов, которые они усиливают.Было обнаружено, что сорбция воды волокнами и их композитами существенно влияет на их размерные и структурные свойства. Воду, сорбированную такими волокнами, можно разделить на два типа популяций: свободную и связанную воду. Свободная вода задерживается внутри пористой структуры растительных волокон, тогда как связанная вода может связываться с определенными полярными участками. Эти места можно было бы хорошо идентифицировать с помощью спектроскопических методов.

Требуются дальнейшие исследования для разработки химических или физических средств обработки, которые могли бы снизить их водопоглощение.Кроме того, необходимо провести исследования, чтобы учесть набухание волокон внутри композита и оценить внутренние напряжения. В дополнение к этой модели связанной диффузии можно использовать для учета эффектов, вызванных механическими состояниями на диффузию влаги. Затем предстоящие исследования могут быть сосредоточены на использовании более продвинутых мультифизических теоретических подходов, посвященных моделированию поглощения влаги, происходящего, в то время как гетерогенное локальное набухание, испытываемое армированным полимером, учитывается Юссефом и др.(2009, 2011); Sar et al. (2012, 2013).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Аликс, С., Лебрен, Л., Марэ, С., Филипп, Э., Бурмо, А., Бейли, К. и др. (2012). Обработка пектиназой технических волокон льна: влияние на сорбцию воды и механические свойства. Carbohydr. Полим . 87, 177–185. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2011.07.035

CrossRef Полный текст

Аликс, С., Лебрен, Л., Морван, К., и Марэ, С. (2011). Изучение поведения воды в химически обработанных композитах на основе льняного волокна: подход к границе раздела с водой. Compos. Sci. Технол . 71, 893–899. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2011.02.004

CrossRef Полный текст

Аликс, С., Филипп, Э., Бессадок, А., Лебрен, Л., Морван, К., и Марэ, С. (2009). Влияние химических обработок на водопоглощение и механические свойства льняного волокна. Биоресурсы. Технол . 100, 4742–4749. DOI: 10.1016 / j.biortech.2009.04.067

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Андерсонс, Дж., Спарнинс, Э., Иоффе, Р., и Вальстрём, Л. (2005). Распределение прочности элементарных волокон льна. Compos. Sci. Технол . 65, 693–702. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2004.10.001

CrossRef Полный текст

Ариб, Р.М. Н., Сапуан, С. М., Хамдан, М. А. М. М., Паридах, М. Т., и Заман, Х. М. Д. К. (2004). Обзор литературы по полимерным композитам, армированным ананасовым волокном. Polym. Состав . 12, 341–348. Доступно в Интернете по адресу: http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=15856002

Ассарар, М., Скида, Д., Эль Махи, А., Поилан, К., и Аяд, Р. (2011). Влияние старения в воде на механические свойства и случаи повреждения двух армированных композиционных материалов: льноволокно и стекловолокно. Mater. Des . 32, 788–795. DOI: 10.1016 / j.matdes.2010.07.024

CrossRef Полный текст

Эстли, О. М., и Дональд, А. М. (2001). Исследование влияния гидратации на микроструктуру льняных волокон методом малоуглового рентгеновского рассеяния. Биомакромолекулы 2, 672–680. DOI: 10.1021 / bm005643l

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Эстли, О. М., и Дональд, А. М. (2003). Деформация растяжения льняных волокон, исследованная методом рассеяния рентгеновских лучей. J. Mater. Sci . 38, 165–171. DOI: 10.1023 / A: 1021186421194

CrossRef Полный текст

Бейли, К. (2002). Анализ поведения льняных волокон при растяжении и анализ увеличения жесткости при растяжении. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 33, 939–948. DOI: 10.1016 / S1359-835X (02) 00040-4

CrossRef Полный текст

Бертольд, Дж., Олссон, Р. Дж. О. и Сальмен, Л. (1998). Сорбция воды гидроксильными и карбоксильными группами в карбоксиметилцеллюлозе (КМЦ) изучена с помощью NIR-спектроскопии. Целлюлоза 5, 280–298. DOI: 10.1023 / A: 10092984

CrossRef Полный текст

Бессадок А., Ланжевен Д., Гуанве Ф., Чаппи К., Рудесли С. и Марэ С. (2009). Исследование сорбции воды на модифицированных волокнах агавы. Carbohydr. Полим . 76, 74–85. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2008.09.033

CrossRef Полный текст

Бессадок А., Марэ С., Гуанве Ф., Колассе Л., Циммерлин И., Рудесли С. и др. (2007). Влияние химической обработки волокон Alfa (Stipatenacissima) на водосорбционные свойства. Compos. Sci. Технол . 67, 685–697. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2006.04.013

CrossRef Полный текст

Бисмарк А., Аскаргорта И. А., Спрингер Дж., Лампке Т., Вилаж Б., Стамбулис А. и др. (2002). Характеристика поверхности льняных, конопляных и целлюлозных волокон; свойства поверхности и поведение поглощения воды. Polym. Состав . 23, 872–894. DOI: 10.1002 / pc.10485

CrossRef Полный текст

Bledzki, A. K., and Gassan, J. (1999).Композиты, армированные волокнами на основе целлюлозы. Prog. Polym. Sci . 24, 221–274. DOI: 10.1016 / S0079-6700 (98) 00018-5

CrossRef Полный текст

Blicblau, A. S., Coutts, R. S. P., and Sims, A. (1997). Новые композиты с использованием сырой шерсти и полиэфирной смолы. J. Mater. Sci. Lett . 16, 1417–1419. DOI: 10.1023 / A: 1018517512425

CrossRef Полный текст

Бодрос, Э., и Бейли, К. (2008). Изучение свойств растяжения волокон крапивы двудомной (Urtica dioica). Mater. Lett . 62, 2143–2145. DOI: 10.1016 / j.matlet.2007.11.034

CrossRef Полный текст

Бурмо, А. (2011). Contribution à l’étude multi-échelle de fiber végétales et de biocomposites . Лорьян: доктор философии. Université de Bretagne Sud.

Бурмо, А., Морван, К., Буали, Б., Пласет, В., Перре, П., и Бейли, К. (2013). Взаимосвязь между микроволоконным углом, механическими свойствами и биохимическим составом льняных волокон. Ind.Урожай Prod . 44, 343–351. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2012.11.031

CrossRef Полный текст

Картер, Х. Г., и Киблер, К. Г. (1978). Модель типа Ленгмюра аномальной диффузии влаги в композитных смолах. J. Compos. Материал . 12, 118–131. DOI: 10.1177 / 002199837801200201

CrossRef Полный текст

Кейв, И. Д. (1997). Теория рентгеновского измерения угла микрофибрилл в древесине, Часть 2. Дифракционная диаграмма. Wood Sci. Технол .31, 225–234. DOI: 10.1007 / BF00702610

CrossRef Полный текст

Célino, A., Fréour, S., Jacquemin, F., and Casari, P. (2013). Характеристика и моделирование диффузии влаги натуральных волокон. J. Appl. Polym. Sci . 130, 297–306. DOI: 10.1002 / app.39148

CrossRef Полный текст

Célino, A., Gonçalves, O., Jacquemin, F., and Fréour, S. (2014a). Качественная и количественная оценка сорбции воды в натуральных волокнах с использованием ATR-FTIR спектроскопии. Углеводный полимер . 101, 163–170. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2013.09.023

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Célino, A., Gonçalves, O., Jacquemin, F., and Fréour, S. (2014b). Использование инфракрасной спектрометрии для быстрого количественного определения влажности в вегетативных волокнах. Revue des Composites et des Matériaux Avancés . 24, № 1, 81–96.

Чампнесс П. Э., Клифф Г. и Лоример Г. В. (1976).Идентификация асбеста. J. Microscopy 118, 231–249. DOI: 10.1111 / j.1365-2818.1976.tb01096.x

CrossRef Полный текст

Чанд Н., Тивари Р. К. и Рохатги П. К. (1988). Ресурсные структурные свойства натуральных целлюлозных волокон — аннотированная библиография. J. Mater. Sci . 23, 381–387. DOI: 10.1007 / BF01174659

CrossRef Полный текст

Шарле К., Бейли К., Морван К., Джерно Дж. П., Гомина М. и Бреар Дж. (2007).Характеристики льняных волокон Hermès в зависимости от их расположения в стебле и свойств полученных однонаправленных композитов. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 38, 1912–1921. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2007.03.006

CrossRef Полный текст

Шарле К., Джернот Дж. П., Бреард Дж. И Гомина М. (2010). Рассеяние морфологических и механических свойств льняных волокон. Ind. Crops Prod . 32, 220–224. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2010.04.015

CrossRef Полный текст

Чоу, К.П.Л., Син, X.С., и Ли, Р.К.Й. (2007). Исследования влагопоглощения полипропиленовых композитов, армированных сизалевыми волокнами. Compos. Sci. Технол . 67, 306–313. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2006.08.005

CrossRef Полный текст

Coroller, G., Lefeuvre, A., Le Duigou, A., Bourmaud, A., Ausias, G., Gaudry, T., et al. (2013). Влияние индивидуализации льняных волокон на разрушение при растяжении однонаправленного композита лен / эпоксидная смола. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура .51, 62–70. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2013.03.018

CrossRef Полный текст

Котуньо, С., Ларобина, Д., Менситьери, Г., Мусто, П., и Рагоста, Г. (2001). Новый спектроскопический подход к исследованию процессов переноса в полимерах: на примере водной эпоксидной системы. Полимер 42, 6431–6438. DOI: 10.1016 / S0032-3861 (01) 00096-9

CrossRef Полный текст

Cotugno, S., Mensitieri, G., Musto, P., and Sanguigno, L. (2005). Молекулярные взаимодействия и транспортные свойства плотно сшитых сетей: исследование методом FTIR-спектроскопии с временным разрешением систем эпоксид / h3O. Макромолекулы 38, 801–811. DOI: 10.1021 / ma040008j

CrossRef Полный текст

Казинс, У. Дж. (1976). Модуль упругости лигнина в зависимости от содержания влаги. Wood Sci. Технол . 10, 9–17. DOI: 10.1007 / BF00376380

CrossRef Полный текст

Казинс, У. Дж. (1978). Модуль Юнга гемицеллюлозы в зависимости от содержания влаги. Wood Sci. Технол . 12, 161–167. DOI: 10.1007 / BF00372862

CrossRef Полный текст

Казинс, W.Дж., Армстронг, Р. У. и Робинсон, У. Х. (1975). Модуль Юнга лигнина по результатам испытания на непрерывное вдавливание. J. Mater. Sci . 10, 1655–1658. DOI: 10.1007 / BF00554925

CrossRef Полный текст

Дэвис, Г. К., и Брюс, Д. М. (1998). Влияние относительной влажности окружающей среды и повреждений на растяжение волокон льна и крапивы. Текст. Res. J . 68, 623–629. DOI: 10.1177 / 004051759806800901

CrossRef Полный текст

Де Роса, И.М., Кенни, Дж. М., Апулия, Д., Сантулли, К., и Сарасини, Ф. (2010). Морфологические, термические и механические характеристики волокон окра (Abelmoschusesculentus) как потенциального армирования в полимерных композитах. Compos. Sci. Технол . 70, 116–122. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2009.09.013

CrossRef Полный текст

Дхакал, Х. Н., Чжан, З. Ю., и Ричардсон, М. О. У. (2007). Влияние водопоглощения на механические свойства ненасыщенных полиэфирных композитов, армированных пеньковым волокном. Compos. Sci. Технол . 67, 1674–1683. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2006.06.019

CrossRef Полный текст

Дюваль А., Бурмо А., Ожье Л. и Бейли К. (2011). Влияние зоны отбора проб стебля на механические свойства волокон конопли. Mater. Lett . 65, 797–800. DOI: 10.1016 / j.matlet.2010.11.053

CrossRef Полный текст

Эйххорн, С. Дж., Бэйли, К. А., Зафейропулос, Н., Мвайкамбо, Л. Ю., Анселл, М. П., Дюфрен, А., и другие. (2001). Обзор: текущие международные исследования целлюлозных волокон и композитов. J. Mater. Sci . 36, 2107–2131. DOI: 10.1023 / A: 1017512029696

CrossRef Полный текст

Фарук, О., Бледски, А. К., Финк, Х. С., и Саин, М. (2012). Биокомпозиты, армированные натуральными волокнами: 2000-2010 гг. Prog. Polym. Sci . 37, 1552–1596. DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2012.04.003

CrossRef Полный текст

Фэн Дж., Бергер К. Р. и Дуглас Э.П. (2004). Перенос водяного пара в жидкокристаллических и нежидкокристаллических эпоксидных смолах. J. Mater. Sci . 39, 3413–3423. DOI: 10.1023 / B: JMSC.0000026944.85440.f3

CrossRef Полный текст

Филдсон, Г. Т., и Барбари, Т. А. (1993). Использование FTIR-ATR спектроскопии для характеристики проникающей диффузии в полимерах. Полимер 34, 1146–1153. DOI: 10.1016 / 0032-3861 (93)

-3

CrossRef Полный текст

Финк, Х. П., Хофманн, Д., Пурц, Х.Дж. (1990). О фибриллярной структуре нативной целлюлозы. Acta Polymerica 41, 131–137. DOI: 10.1002 / actp.1990.010410213

CrossRef Полный текст

Фреур, С., Жакмен, Ф., и Гильен, Р. (2006). Расширение подхода Мори-Танака к гигроупругому нагружению армированных волокном композитов — сравнение с самосогласованной моделью Эшелби-Крёнера. J. Армированный пластик. Состав . 25, 1039–1052. DOI: 10.1177 / 0731684406064998

CrossRef Полный текст

Fu, C., Портер, Д., и Шао, З. (2009). Воздействие влаги на механические свойства шелка Antheraea pernyi. Макромолекулы 42, 7877–7880. DOI: 10.1021 / ma

1k

CrossRef Полный текст

Gassan, J., and Bledzki, A. (1999). Влияние циклической абсорбции влаги на механические свойства силанизированных джутово-эпоксидных композитов. Polym. Состав . 20, 604–611. DOI: 10.1002 / pc.10383

CrossRef Полный текст

Гассан, Дж., Чате, А., и Бледски, А.(2001). Расчет упругих свойств натуральных волокон. J. Mater. Sci . 36, 3715–3720. DOI: 10.1023 / A: 1017969615925

CrossRef Полный текст

Готье, Р., Джоли, К., Компас, А., Готье, Х., Эскуб, М. (1998). Интерфейсы в композитах полиолефин / целлюлозное волокно: химическая связь, морфология, корреляция с адгезией и старением во влаге. Polym. Состав . 19, 287–300. DOI: 10.1002 / pc.10102

CrossRef Полный текст

Джордж, Дж., Бхагаван, С.С., и Томас, С. (1998). Влияние окружающей среды на свойства композитов полиэтилена низкой плотности, армированных волокнами листьев ананаса. Compos. Sci. Технол . 58, 1471–1485. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (97) 00161-9

CrossRef Полный текст

Гиллис, П. П. (1969). Влияние водородных связей на осевую жесткость кристаллической нативной целлюлозы. J. Polym. Sci. А 2, 783–794.

Горшкова Т.А., Сальников В.В., Погодина Н.М., Чемикосова С.Б., Яблокова Е.В., Уланов А.В. и др. (2000). Состав и распределение фенольных соединений клеточной стенки льна (Linum usitatissimum L.). Stem Tissues Ann. Бот . 85, 477–486. DOI: 10.1006 / anbo.1999.1091

CrossRef Полный текст

Гуанве, Ф., Марэ, С., Бессадок, А., Ланжевен, Д., и Метайер, М. (2007). Кинетика сорбции воды льняными и ПЭТ-волокнами. Eur. Polym. J . 43, 586–598. DOI: 10.1016 / j.eurpolymj.2006.10.023

CrossRef Полный текст

Хатакеяма, Х.и Хатакеяма Т. (1998). Взаимодействие воды с гидрофильными полимерами. Thermochim. Acta 308, 3–22. DOI: 10.1016 / S0040-6031 (97) 00325-0

CrossRef Полный текст

Хатакеяма Т., Танака М., Киши А. и Хатакеяма Х. (2012). Сравнение методов измерения для идентификации связанной воды, удерживаемой полимерами. Thermochim. Acta 532, 159–163. DOI: 10.1016 / j.tca.2011.01.027

CrossRef Полный текст

Хирл, Дж.У. С. (1963). Тонкая структура волокон и кристаллических полимеров. III. Интерпретация механических свойств волокон. J. Appl. Polym. Sci . 7, 1207–1223. DOI: 10.1002 / приложение.1963.070070403

CrossRef Полный текст

Хайнце, Т., и Фишер, К. (ред.). (2005). Целлюлоза и производные целлюлозы . Сомерсет, Нью-Джерси: ISBN компании John Wiley and Sons Inc.: 13: 978-3-52731326-6.

Хилл, К. А. С., Абдул Халил, Х. П. С. и Хейл, М. Д. (1998).Исследование потенциала ацетилирования для улучшения свойств растительных волокон. Ind. Crop Prod . 8, 53–63. DOI: 10.1016 / S0926-6690 (97) 10012-7

CrossRef Полный текст

Хилл, К. А. С., Се, Ю. (2011). Свойства динамической сорбции водяного пара природных волокон и вязкоупругое поведение клеточной стенки: есть ли связь между кинетикой сорбции и гистерезисом? J. Mater. Sci . 46, 3738–3748. DOI: 10.1007 / s10853-011-5286-1

CrossRef Полный текст

Хо, Т.Н., и Нго, А. Д. (2005). «Влияние температуры и влажности на предел прочности на разрыв и жесткость волокон конопли и кокосового волокна», Труды 5-й Международной канадской конференции по композитам , UBC, Ванкувер.

Ху, Р. Х., Сан, М. Ю., Лим, Дж. К. (2010). Поглощение влаги, прочность на разрыв и изменение микроструктуры композита из короткого джутового волокна / полилактида в гигротермальной среде. Mater. Des . 31, 3167–3173. DOI: 10.1016 / j.matdes.2010.02.030

CrossRef Полный текст

Ислам, М. С., Пикеринг, К. Л., и Форман, Н. Дж. (2010). Влияние ускоренного старения на физико-механические свойства обработанных щелочью промышленных композитов из поли (молочной кислоты) (PLA), армированных пеньковым волокном. Polym. Деграда. Укол . 95, 59–65. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2009.10.010

CrossRef Полный текст

Кекес, Дж., Бургерт, И., Фруманн, К., Мюллер, М., Колльн, К., и Гамильтон, М. (2003). Восстановление клеточной стенки после необратимой деформации древесины. Nat. Материал . 2, 810–814. DOI: 10.1038 / nmat1019

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Келлер А., Леупин М., Медиавилла В. и Винтермантел Э. (2001). Влияние стадии роста промышленной конопли на химические и физические свойства волокон. Ind. Crops Prod . 13, 35–48. DOI: 10.1016 / S0926-6690 (00) 00051-0

CrossRef Полный текст

Лакост, Э., Фреур, С., и Жакмен, Ф. (2010). О применимости масштабной модели перехода Крёнера-Эшелби для включений различной морфологии. Mech. Материал . 42, 218–226. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2009.10.002

CrossRef Полный текст

Lacoste, E., Fréour, S., and Jacquemin, F. (2011). Многоуровневый анализ материалов, армированных включениями, случайно ориентированными в макете. Прил. Мех. Материал . 61, 55–64. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMM.61.55

CrossRef Полный текст

Ле Дуигу А., Дэвис П. и Бейли К. (2009). Старение биокомпозитов лен / поли (молочная кислота) в морской воде. Polym. Деграда. Укол . 94, 1151–1162. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2009.03.025

CrossRef Полный текст

Ли, Дж. М., Павляк, Дж. Дж., И Хейтман, Дж. А. (2010). Продольные и одновременные изменения размеров фибрилл агрегатов целлюлозы на стадиях сорбции. Mater. Charact . 61, 507–517. DOI: 10.1016 / j.matchar.2010.02.007

CrossRef Полный текст

Ли, С. Х., и Ван, С. (2006). Биоразлагаемые полимеры / биокомпозит из бамбукового волокна со связующим веществом на биологической основе. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 37, 80–91. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2005.04.015

CrossRef Полный текст

Ли Ю., Май Ю. У. и Е Л. (2000). Сизалевое волокно и его композиты: обзор последних разработок. Compos. Sci. Технол . 60, 2037–2055. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (00) 00101-9

CrossRef Полный текст

Мэдсен Б., Хоффмайер П. и Лилхольт Х. (2007). Композиты, армированные пеньковой пряжей — II. Прочность на растяжение. Compos.Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 38, 2204–2215. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2007.06.002

CrossRef Полный текст

Мадсен Б., Хоффмайер П. и Лилхольт Х. (2012). Композиты, армированные пеньковой пряжей — III. Содержание влаги и изменения размеров. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 43, 2151–2160. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2012.07.010

CrossRef Полный текст

Мэдсен Б. и Лилхольт Х. (2003). Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов из растительного волокна — оценка влияния пористости. Compos. Sci. Технол . 63, 1265–1272. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (03) 00097-6

CrossRef Полный текст

Маннан и Роббани, З. (1996). Вращение натурального целлюлозного волокна вокруг оси волокна за счет поглощения влаги. Полимер 37, 639–4641. DOI: 10.1016 / 0032-3861 (96) 00265-0

CrossRef Полный текст

Марклунд, Э., Варна, Дж. (2009). Моделирование гигрорасширения выровненных древесно-волокнистых композитов. Compos. Sci. Технол .69, 1108–1114. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2009.02.006

CrossRef Полный текст

Мартин Н., Муре Н., Дэвис П. и Бейли К. (2013). Влияние степени вымачивания льняных волокон на свойства растяжения отдельных волокон и композитов короткое волокно / полипропилен. Ind. Crops Prod . 49, 755–767. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2013.06.012

CrossRef Полный текст

Масуди Р., Пиллаи К. М. (2012). Исследование поглощения влаги и набухания в композитах из джута и эпоксидной смолы на биологической основе. J. Армированный пластик. Состав . 31, 285–294. DOI: 10.1177 / 0731684411434654

CrossRef Полный текст

Mensitieri, G., Lavorgna, M., Musto, P., and Ragosta, G. (2006). Водный транспорт в плотно сшитых сетях: сравнение эпоксидных систем с разными интерактивными персонажами. Полимер 47, 8326–8336. DOI: 10.1016 / j.polymer.2006.09.066

CrossRef Полный текст

Мишра, С., Наик, Дж., И Патил, Ю. (2000). Совмещающий эффект малеинового ангидрида на набухание и механические свойства новолачных композитов, армированных растительными волокнами. Compos. Sci. Технол . 60, 1729–1735. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (00) 00056-7

CrossRef Полный текст

Моханти, А. К., и Мисра, М. (1995). Исследования джутовых композитов: обзор литературы. Polym. Пласт. Technol. Eng . 34, 729–792. DOI: 10.1080 / 03602559508009599

CrossRef Полный текст

Моханти, А.К., Мисра, М., и Хинрихсен, Г. (2000). Биофибры, биоразлагаемые полимеры и биокомпозиты: обзор. Macromol. Матер.Eng . 276, 1–24. DOI: 10.1002 / (SICI) 1439-2054 (20000301) 276: 1 <1 :: AID-MAME1> 3.0.CO; 2-W

CrossRef Полный текст

Морван К., Андеме-Онзиги К., Жиро Р., Химмельсбах Д. С., Дриуич А. и Акин Д. Э. (2003). Строительное льняное волокно: больше одного кирпича в стенах. Plant Physiol. Биохим . 41, 935–944. DOI: 10.1016 / j.plaphy.2003.07.001

CrossRef Полный текст

Мукерджи, П. С., Сатьянараяна, К. Г. (1984). Структура и свойства некоторых растительных волокон, часть 1.Сизалевое волокно. J. Mater. Sci . 19, 3925–3934. DOI: 10.1007 / BF00980755

CrossRef Полный текст

Мукерджи, П. С., Сатьянараянна, К. Г. (1986). Эмпирическая оценка взаимосвязи структуры и свойств натуральных волокон и их поведения при разрушении. J. Mater. Sci . 21, 4162–4168. DOI: 10.1007 / BF01106524

CrossRef Полный текст

Накамура К., Хатакеяма Т. и Хатакеяма Х. (1981). Исследования связанной воды целлюлозы методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Текст. Res. J . 51, 607–613. DOI: 10.1177 / 004051758105100909

CrossRef Полный текст

Накамура К., Хатакеяма Т. и Хатакеяма Х. (1983). Влияние связанной воды на свойства натяжения нативной целлюлозы при растяжении. Текст. Res. J . 53, 682–688. DOI: 10.1177 / 004051758305301108

CrossRef Полный текст

Näslund, P., Vuong, R., Chanzy, H., and Jésior, J.C. (1988). Дифракционно-контрастная просвечивающая электронная микроскопия на ультратонких срезах льноволокна. Текст. Res. J . 58, 414–417.

Neagu, R.C., и Gamstedt, E.K. (2007). Моделирование влияния ультраструктурной морфологии на гигроупругие свойства древесных волокон. J. Mater. Sci . 42, 10254–10274. DOI: 10.1007 / s10853-006-1199-9

CrossRef Полный текст

Нельсон Р. А. (1977). Определение переходов влаги в целлюлозных материалах с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии. J. Appl. Полим . 21, 645–654. DOI: 10.1002 / app.1977.070210306

CrossRef Полный текст

Нельсон, М. Л., и О’Коннор, Р. Т. (1964). Связь определенных инфракрасных диапазонов с кристалличностью целлюлозы и типом кристаллической решетки. Часть I. Спектры решеток типов I, 11, I11 и аморфной целлюлозы. J. Appl. Polym. Sci . 8, 1311–1324. DOI: 10.1002 / приложение.1964.070080322

CrossRef Полный текст

Нишияма Ю., Ланган П. и Чанзи Х. (2002). Кристаллическая структура и система водородных связей в целлюлозе Ib по данным синхротронной рентгеновской дифракции и нейтронной волоконной дифракции. J. Am. Chem. Soc . 124, 9074–9082. DOI: 10.1021 / ja0257319

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Оксман К., Скрифварс М., Селин Ж.-Ф. (2003). Натуральные волокна в качестве армирования в композитах на основе полимолочной кислоты (PLA). Комп. Sci. Технол . 63, 1317–1324. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (03) 00103-9

CrossRef Полный текст

Парк, Г. С. (1986). «Принципы переноса: раствор, диффузия и проникновение в полимерные мембраны», в Synthetic Membranes: Science, Engineering and Applications (101) , 57–107.редакторы P. M. Bungay et al. (Голландия: Reidel Pub).

Пежич, Б. М., Костич, М. М., Скундрич, П. Д., и Праскало, Дж. З. (2008). Влияние гемицеллюлозы и удаления лигнина на поглощение воды волокнами конопли. Биоресурсы. Технол . 99, 7152–7159. DOI: 10.1016 / j.biortech.2007.12.073

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Плацет, В. (2009). Характеристика термомеханического поведения волокон конопли, предназначенных для производства композитов с высокими эксплуатационными характеристиками. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 40, 1111–1118. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2009.04.031

CrossRef Полный текст

Placet, V., Bouali, A., Garcin, C., Cote, J.M., and Perré, P. (2011). «Suivi par DRX des réarrangements microstructuraux индуцирует частичную механическую обработку волокон в естественных тканях канала», в 20ème Congrès Français de Mécanique , Besançon.

Placet, V., Trivaudey, F., Cisse, O., Gucheret-Retel, V., and Boubakar, L.(2012a). Зависимость кажущегося модуля упругости волокон конопли от диаметра: морфологический, структурный или ультраструктурный эффект? Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 43, 275–287. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2011.10.019

CrossRef Полный текст

Пласет В., Сиссе О. и Бубакар Л. (2012b). Влияние относительной влажности окружающей среды на растяжение и вращение волокон конопли. J. Mater. Sci . 47, 3435–3446. DOI: 10.1007 / s10853-011-6191-3

CrossRef Полный текст

Попино, С., Рондо-Мору, К., Сюльпис-Гайе, К., и Мартин, Э. Р. С. (2005). Абсорбция свободной / связанной воды в эпоксидном клее. Полимер 46, 10733–10740. DOI: 10.1016 / j.polymer.2005.09.008

CrossRef Полный текст

Рангарадж, С. В., и Смит, Л. (2000). Влияние влаги на долговечность древесины / термопластического композита. J. Ther. Compos. Материал . 13, 140–161. DOI: 10.1106 / 5NV3-X974-JDR1-QTAL

CrossRef Полный текст

Сакурада И., Нукушина Ю., и Ито, Т. (1962). Экспериментальное определение модуля упругости кристаллических областей ориентированных полимеров. J. Polym. Sci . 57, 651–660. DOI: 10.1002 / pol.1962.1205716551

CrossRef Полный текст

Сар Б. Э., Фреур С., Дэвис П. и Жакмен Ф. (2012). Связь диффузии влаги и внутренних механических состояний в полимерах — термодинамический подход. Eur. Дж. Механик . 36, 38–43. DOI: 10.1016 / j.euromechsol.2012.02.009

CrossRef Полный текст

Сар, Б.Э., Фреур, С., Дэвис, П., и Жакмен, Ф. (2013). Учет дифференциального набухания в мультифизическом моделировании диффузионного поведения полимеров. Z. angew. Математика. Механизм . DOI: 10.1002 / zamm.201200272

CrossRef Полный текст

Сарко А. и Муггли Р. (1974). Анализ упаковки углеводов и полисахаридов. 3. Валоницеллюлоза и целлюлоза — II. Макромолекулы 7, 486–494. DOI: 10.1021 / ma60040a016

CrossRef Полный текст

Сатьянараяна, К.Г., Выпич Ф. (2007). «Характеристика натуральных волокон (Глава 1)», в Engineering Biopolymers: Homopolymers, Blends and Composites , eds S. Fakirov and D. Bhattacharya (Мюнхен: Hanser Publishers), 3–48. ISBN: 978-1-56990-405-3

Сатьянараяна, К. Г., Аризага, Г. Г. К., и Випич, Ф. (2009). Биоразлагаемые композиты на основе лигноцеллюлозных волокон — обзор. Prog. Polym. Sci . 34, 982–1021. DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2008.12.002

CrossRef Полный текст

Стамбулис, А., Бэйли, К.А., и Пейджс, Т. (2001). Влияние условий окружающей среды на механические и физические свойства льняного волокна. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 32, 1105–1115. DOI: 10.1016 / S1359-835X (01) 00032-X

CrossRef Полный текст

Сугияма Дж., Вуонг Р. и Чанзи Х. (1991). Электронографическое исследование двух кристаллических фаз, происходящих в природной целлюлозе из клеточной стенки водорослей. Макромолекулы 24, 4168–4175. DOI: 10.1021 / ma00014a033

CrossRef Полный текст

Summerscales, J., Диссанаяке, Н. П. Дж., Вирк, А. С., и Холл, В. (2010). Обзор лубяных волокон и их композитов. Часть I. Волокна как подкрепление. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 41, 1329–1335. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2010.06.001

CrossRef Полный текст

Саймингтон, М. К., Бэнкс, В. М., Дэвид Уэст, О., и Петрик, Р. А. (2009). Испытание на растяжение натуральных волокон на основе целлюлозы для применения в конструкционных композитах. J. Compos. Материал . 43, 1083–1108. DOI: 10.1177/0021998308097740

CrossRef Полный текст

Таширо, К., и Кобаяси, М. (1991). Теоретическая оценка трехмерных упругих постоянных нативной и регенерированной целлюлозы: роль водородных связей. Полимер 32, 1516–1526. DOI: 10.1016 / 0032-3861 (91)

-L

CrossRef Полный текст

Тоба К., Ямамото Х. и Йошида М. (2013). Кристаллизация микрофибрилл целлюлозы в клеточной стенке древесины путем многократной сухой и влажной обработки с использованием метода дифракции рентгеновских лучей. Целлюлоза . 20, 633–643. DOI: 10.1007 / s10570-012-9853-7

CrossRef Полный текст

Трипати, С., Мишра, С., и Наяк, С. (1999). Новые недорогие композиты джут-полиэстер. Часть 1: обработка, механические свойства и анализ SEM. Polym. Состав . 20, 62–71. DOI: 10.1002 / шт.10335

CrossRef Полный текст

Ван Воорн, Б., Смит, Х. Х. Г., Сниике, Р. Дж., И Де Клерке, Б. (2001). Формовочная смесь для листов, армированная натуральным волокном. Compos.Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 32, 1271–1279. DOI: 10.1016 / S1359-835X (01) 00085-9

CrossRef Полный текст

Вамбуа П., Ивенс Дж. И Верпост И. (2003). Натуральные волокна: могут ли они заменить стекло в пластмассах, армированных волокном? Compos. Sci. Технол . 63, 1259–1264. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (03) 00096-4

CrossRef Полный текст

Ватт, И. К., и Кабир, М. (1975). Сорбция водяного пара в джутовых волокнах. Текст. Res. J . 45, 42–48. DOI: 10.1177/004051757504500108

CrossRef Полный текст

Вейцман, Ю. Дж. (2000). «Влияние жидкостей на полимерные композиты — обзор», в Comprehensive Composite Materials (16 vols) , Vol. 2, ред. А. Келли и К. Цвебен (Ноксвилл, Теннесси: Elsevier Science), 369–401. DOI: 10.1016 / B0-08-042993-9 / 00068-1

CrossRef Полный текст

Xie, Y., Hill, C.A. S., Jalaludin, Z., Curling, S. F., Anandjiwala, R. D., Norton, A.J., et al. (2011). Динамическое поведение сорбции водяного пара натуральными волокнами и кинетический анализ с использованием модели параллельной экспоненциальной кинетики. J. Mater. Sci . 46, 479–489. DOI: 10.1007 / s10853-010-4935-0

CrossRef Полный текст

Юсеф, Г., Фреур, С., и Жакмен, Ф. (2009). Влияние свойств компонентов, зависящих от влажности, на гигроскопические нагрузки, испытываемые композитными конструкциями. Mech. Compos. Материал . 45, 369–380. DOI: 10.1177 / 0021998309339222

CrossRef Полный текст

Юсеф, Г., Жакмен, Ф., и Фреур, С. (2011). Влияние радиального давления и толщины на диффузию влаги в полых композитных цилиндрах. Polym. Состав . 32, 960–966. DOI: 10.1002 / pc.21114

CrossRef Полный текст

Зиквинска А., Тибо Дж. Ф. и Ралет М. К. (2008). Конкурентное связывание пектина и ксилоглюкана с целлюлозой первичной клеточной стенки. Carbohydr. Полим . 74, 957–961. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2008.05.004

CrossRef Полный текст

Сходства и различия в композитных приложениях

Работа над композитами из целлюлозного волокна обычно строго разделена на две отдельные области исследований в зависимости от происхождения волокна, то есть из древесины и из однолетних растений, представляющих две разные отрасли — лесное и сельское хозяйство. соответственно.В данной статье проводится параллельная оценка древесных волокон и растительных волокон, чтобы выявить их сходство и различие в отношении их использования в качестве армирующих материалов в композитах, а также для обеспечения взаимной передачи знаний и технологий между двумя областями исследований. В статье дается введение в морфологию, химию и ультраструктуру волокон, моделирование механических свойств волокон, волоконные заготовки, доступные для изготовления композитов, типичные механические свойства композитов, моделирование механических свойств. с упором на композиты, имеющие случайную ориентацию волокон и значительную пористость, и, наконец, чувствительность композитов к влаге.Характеристики композитов из древесных и растительных волокон сравниваются с синтетическими стеклянными и углеродными волокнами, обычно используемыми для композитов, и обсуждаются преимущества и недостатки различных волокон.

1. Введение

Композиты на основе целлюлозных волокон древесины и растений представляют собой относительно новый и многообещающий класс композиционных материалов [1–4]. Они безвредны для окружающей среды и обладают хорошими техническими характеристиками. Для нескольких несущих нагрузок, где обычно используются композиты из стекловолокна или углеродного волокна, композиты из целлюлозного волокна могут быть достойной альтернативой.Это особенно актуально для приложений, в которых экологические преимущества (возобновляемость, биоразлагаемость) играют важную роль, а высокие механические свойства не являются основной мотивацией. За последнее десятилетие было собрано огромное количество научной литературы по целлюлозным волокнам для применения в композитах (например, см. Недавние обзоры [5–8]), хотя публикации, как правило, делятся на две отдельные области в зависимости от происхождения волокон. , то есть из древесины или однолетних растений.Причина этого разделения, возможно, заключается в том, что производители сырья ищут новые рынки для своих волокон (тяга к технологиям), а конечным потребителям (тяга рынка) еще предстоит использовать потенциал целлюлозных волокон, независимо от их происхождения. волокна. Производители сырья в данном случае, то есть лесное хозяйство для древесных волокон и сельское хозяйство для получения растительных волокон, разработали свои конкретные технологии в цепочке создания стоимости для производства волокон в зависимости от традиционного использования волокон.Для производства древесных волокон были построены целлюлозные заводы, которые производят сырье для производства бумаги и картона. Что касается растительных волокон, текстильные технологии совершенствуются для производства пряжи и тканей. Ввиду того, что область исследований в области целлюлозных волокон смещается в сторону достижения технических требований конечных пользователей, а также достаточно независимое существование сообществ исследователей древесных и растительных волокон, соответственно, эта статья была написана, чтобы пролить дополнительный свет на сходства и различия этих двух типов целлюлозных волокон (древесного и растительного происхождения) в отношении промышленного использования для производства композитов из целлюлозных волокон для структурного применения.Характеристики волокон также будут сравниваться с характеристиками основных современных конкурентов, то есть композитов, изготовленных из синтетических волокон, таких как стеклянные и углеродные волокна. Сходства и различия различных волокон для композитов будут обсуждаться в свете будущих возможностей в инженерных приложениях. Сближая дисциплины науки о древесине и растительном волокне, можно было бы надеяться на взаимную передачу знаний, поскольку эти две области исследований развивались довольно независимо и, таким образом, достигли разных уровней понимания в отношении различных аспектов, таких как методы описания , обработка волокна, обработка преформ волокна и производство композитов.

В статье представлено введение в (i) морфологию, химию и ультраструктуру волокон, (ii) моделирование механических свойств волокон, (iii) заготовки волокна, доступные для производства композитов, (iv) типичные механические свойства композитов, (v) моделирование механических свойств композитов с особым акцентом на композитах, имеющих случайную ориентацию волокон и значительную пористость, и (vi) чувствительность композитов к влаге.Кроме того, приводятся примеры применения новых композитов, а затем рассматриваются будущие перспективы использования древесных и растительных волокон для производства композитов из целлюлозных нановолокон. Наконец, дается краткое описание различий и вытекающих из них преимуществ двух типов целлюлозных волокон, а именно древесных и растительных волокон, а также различия и вытекающие из этого преимущества целлюлозных волокон по сравнению с синтетическими волокнами.

2. Морфология, химия и ультраструктура волокон

Plantae — одно из пяти царств живых организмов, которое включает зеленые растения, то есть мхи, папоротники, голосеменные растения (напр.g., древесина хвойных пород) и покрытосеменных (например, лиственных и однолетних растений). Клетки зеленых растений окружены жесткой клеточной стенкой , , и это основная характеристика, отличающая их от клеток животных. В некоторых типах клеток клеточные стенки увеличены, чтобы иметь превосходные механические свойства, которые обеспечивают требуемые структурные характеристики растений. Размеры этих так называемых волокон различаются у разных растений, но их общая форма чаще всего имеет удлиненную длину в диапазоне 1–50 мм и диаметр в диапазоне 15–30 мкм м.С точки зрения композитного армирования волокна удобно сгруппировать по длине. (I) Короткие волокна (1–5 мм), обычно происходящие из пород древесины (например, ели, сосны, березы, эвкалипта) и обычно используемые для изготовления композитов с плоскими изотропными свойствами, то есть композитов с неспецифической (случайной) ориентацией волокон. (ii) Длинные волокна (5–50 мм), обычно получаемые из однолетних видов растений (например, лен, конопля, джут) и обычно используемые для изготовления композитов с анизотропными свойствами, то есть композитов с определенной ориентацией волокон.У живых зеленых растений, когда волокна полностью развиты, их внутриклеточные органеллы начинают дегенерировать, в результате чего волокна имеют пустую центральную полость, так называемый просвет. В древесных волокнах площадь просвета составляет 20–70% площади поперечного сечения волокна [9]. Напротив, однолетние растительные волокна, такие как конопля и лен, имеют относительно меньшую площадь просвета в диапазоне 0–5% [3, 10].

Основным химическим компонентом клеточной стенки является целлюлоза, которая представляет собой неразветвленный полисахаридный полимер, состоящий из звеньев глюкозы.Для древесных волокон средняя длина целлюлозной цепи составляет 5 мкм, м, что соответствует степени полимеризации (т. Е. Единиц глюкозы) 10 000 [9]. Эта молекулярная линейность делает целлюлозу сильно анизотропной с теоретической жесткостью и прочностью около 130 и 15 ГПа, соответственно, в направлении цепи [11]. Цепи целлюлозы расположены параллельно, образуя пучки, которые обозначены микрофибриллами , . В некоторых областях микрофибрилл молекулы глюкозы целлюлозных цепей расположены в высокоупорядоченной кристаллической структуре.Двумя другими основными химическими составляющими клеточной стенки являются гемицеллюлоза и лигнин. Гемицеллюлоза — это гетерогенная группа полисахаридов, характеризующаяся тем, что они короткие и разветвленные. Лигнин — это сильно разветвленный полимер, состоящий из фенилпропановых звеньев, организованных в сложную трехмерную структуру. Помимо организации трех химических компонентов, структурная сложность клеточной стенки увеличивается за счет организации ряда слоев, различающихся углом между микрофибриллами целлюлозы и продольной осью волокна.Угол наклона микрофибрилл целлюлозы в различных слоях, помимо относительной толщины слоев, определяет общие механические характеристики волокон. Таким образом, в целом клеточная стенка древесины и растительных волокон по существу организована как композитный ламинат с рядом пластинок с по-разному ориентированными, жесткими и прочными микрофибриллами полукристаллической целлюлозы, встроенными в матрицу из гемицеллюлозы и лигнина.

В отличие от целлюлозных волокон синтетические волокна, которые традиционно используются для армирования композитов, таких как стеклянные и углеродные волокна, являются монолитными и имеют гораздо более простую ультраструктуру.Стекловолокно в основном состоит из молекул оксида кремния, организованных в аморфную конфигурацию. Углеродные волокна состоят из атомов углерода в графитовых слоях, которые организованы в пакетную турбостратную конфигурацию.

В таблице 1 приведены ключевые цифры химического состава и ультраструктуры целлюлозных волокон. Содержание целлюлозы в необработанных волокнах находится в диапазоне 40–50% по весу для древесных волокон и в диапазоне от 60 до 70% по весу для растительных волокон. Соответственно, содержание гемицеллюлозы и лигнина в древесных волокнах выше, и это особенно верно для лигнина, содержание которого в древесных волокнах составляет около 30 мас.% По сравнению с только примерно 5 мас.% В растительных волокнах.Химический состав древесных и растительных волокон явно отличается друг от друга. Кроме того, древесные волокна демонстрируют более низкую степень кристалличности целлюлозы, чем растительные волокна, с типичными значениями в диапазонах 55–70 и 90–95% соответственно. Угол микрофибрилл в древесных волокнах варьируется в диапазоне 3–50 ° в зависимости от типа и расположения волокон в древесине (например, поздняя и ранняя древесина) [12], тогда как угол микрофибрилл в растительных волокнах более постоянен в диапазон 6–10 ° [13].

edar

edar

96

9120 9120

9120 9120 9120

91 208

0

9120 9120 9120 9120


Химический состав Ультраструктура Каталожный номер
Целлюлоза
(мас.%)
Гемицеллюлоза
(мас.%)
Лигнин
(мас.%)
Угол микрофибриллы
(градусы)
Кристалличность целлюлозы
(%) w / w)

Древесное волокно
Ель 900 91 2540 900]

Сосна [26]
Сосна (крафт-целлюлоза) [27]
[27]
[28]
Balsa [26]
Береза ​​ [26]
Тополь
Мягкая древесина 3–50 [12]
Растительные волокна
[25]
Конопля [29]
Конопля (отведенная) [20]
Конопля (трепанная) [29]
Лен (хлопчатобумажный) [29]
Конопля (текстильная)
[14]
Конопля и лен 6–10 [13]

Эффект обработки по химическому составу волокон приведена в таблице 1.Как правило, как для древесных, так и для растительных волокон содержание целлюлозы увеличивается после обработки за счет удаления нецеллюлозных остатков волокон (например, пектинов и восков). Эффект технологической обработки наиболее отчетливо виден для сильно обработанных текстильных волокон конопли в исследовании Madsen et al. [14], где содержание целлюлозы достигло 91% мас. / Мас.

Влияние условий выращивания и обработки на химический состав и ультраструктуру целлюлозных волокон обычно приводит к волокнам с более разнообразными свойствами, чем у синтетических волокон.Это часто считается одним из основных недостатков использования целлюлозных волокон для армирования композитов. Однако считается, что это беспокойство вызвано общей неопределенностью в отношении причин вариабельности свойств и отсутствием системы классификации качества целлюлозных волокон, например, аналогичной системе, существующей для классификации твердых волокон. древесина. Следует также отметить, что вариабельность механических свойств волокон может положительно влиять на чувствительность к надрезам и трещиностойкость композитов [15, 16].

3. Моделирование механических свойств волокон

Микромеханические модели могут быть полезны для понимания того, как химический состав и ультраструктура целлюлозных волокон влияют на их механические свойства. С геометрической точки зрения клеточная стенка в целлюлозных волокнах может быть аппроксимирована слоями концентрических цилиндрических оболочек. На рисунке 1 показана такая идеализированная геометрия волокна. Резюме того, как ультраструктурные особенности клеточной стенки влияют на механические свойства волокон, были составлены Neagu et al.[17], Салмен и Бургерт [18] и Салмен [19].

В принципе, наиболее важными механическими свойствами волокон при использовании в композитах являются жесткость и прочность в осевом направлении, то есть в направлении длины волокна. Предполагается, что именно в этом направлении волокна несут нагрузку при использовании в композитах. В случае целлюлозных волокон ключевые ультраструктурные особенности, которые влияют на осевые механические свойства волокон, следующие: (i) Размер просвета . Только стенка ячейки несет нагрузку, то есть механические свойства волокна пропорциональны площади поперечного сечения стенки ячейки. Чем больше относительный размер просвета, тем ниже жесткость и прочность волокон. (Ii) Содержание целлюлозы. В исследовании Thygesen et al. [20] было обнаружено, что увеличение содержания целлюлозы в волокнах хорошо коррелирует с увеличением их жесткости и прочности. Кроме того, известно, что кристалличность целлюлозы и соотношение размеров кристаллитов влияют на жесткость клеточной стенки в направлении микрофибрилл (например,г., [21]). (iii) Угол микрофибрил . С помощью классической теории ламината (вращение ортотропной пластины в плоскости) можно продемонстрировать, что эффективные упругие свойства волокон в осевом направлении зависят от локальной жесткости в направлении микрофибрилл, умноженной на cos 4 , где — угол микрофибриллы. Таким образом, жесткость (и прочность) волокна очень чувствительна к углу наклона микроволокон, даже если механические свойства в направлении микроволокон постоянны.Эта тенденция также отражается в более точных и подробных микромеханических моделях (например, в исследовании Hofstetter et al. [22]). Малый угол микрофибрилл растительных волокон делает их сильно анизотропными (что также относится к синтетическим углеродным волокнам, но не к стекловолокнам), и это приводит к относительно низким поперечным механическим свойствам.

Из трех вышеупомянутых ультраструктурных особенностей наиболее важным фактором, который необходимо учитывать при моделировании механических свойств волокон, является, вероятно, угол микрофибрилл, поскольку просветы волокон могут либо сплющиваться (как для ранней древесины в волокнах, подвергнутых химической пульверизации). или заполнены смолой с низкой вязкостью во время производства композитов, а содержание целлюлозы является внутренним свойством, которое примерно постоянно для растительных волокон и постоянное, хотя и более низкое, для древесных волокон (см.Таблица 1). Зависимость жесткости волокна от угла микрофибриллы является хорошо известным эффектом (например, [23]) и может быть описана классической теорией ламината [24].

4. Преформы из волокон

Типы преформ из целлюлозных волокон, которые будут использоваться для производства композитов, в принципе идентичны преформам для синтетических волокон, хотя необходимо учитывать некоторые особенности. Ниже приведены подробные сведения о преформах из дерева и растительных волокон.

4.1. Преформы из древесного волокна

Древесные волокна доступны по низкой цене в виде целлюлозных волокон (рис. 2 (а)). Они используются для изготовления бумажных листов или картона для упаковки. Одним из способов изготовления композитов на основе древесных волокон является использование таких волокнистых матов (рис. 2 (b)), которые можно пропитать, например, с использованием метода литья с переносом смолы (например, [46]). Вязкая термореактивная смола пропитывает закрытый мат из древесных волокон с помощью сосуда под давлением, прикрепленного к входному отверстию формы, а иногда также с помощью вакуумного всасывания на выходе.Этот метод производства подходит только для смол с низкой вязкостью, обычно термореактивных. Термопласты обычно имеют высокую вязкость в расплавленном состоянии, и формование с переносом смолы не подходит, так как время пропитки было бы слишком большим или требуемое высокое давление могло бы вызвать сильную деформацию волокнистого мата. Вместо этого можно рекомендовать смешанную технологию. Используя бумагоделательные машины, например, так называемые французские или финские листоформовщики в лабораторных масштабах, можно производить маты, состоящие из смешанных волокон древесной пульпы и термопластичных волокон (например.г., [46]). Термопластические волокна предпочтительно должны иметь такие же размеры, как и волокна пульпы, чтобы иметь примерно такие же гидродинамические свойства во время процесса формирования, что способствует эффективному смешиванию. Термопластические волокна могут быть спрядены до диаметра около 30 мкм и м и нарезаны до длины примерно 3 мм (аналогично размерам волокон целлюлозы). Когда мат из смешанных волокон высохнет, его можно поместить в горячий пресс, и можно будет формовать композитные компоненты.Этот метод не ограничивается только плоскими пластинами для испытаний материалов, но также может изготавливаться сложные детали с двойной кривизной [47].

Бумажная промышленность включает в себя огромную инфраструктуру для производства матов из древесного волокна. Предполагаемые объемы таких волокнистых преформ для применения в композитах чрезвычайно малы по сравнению с объемами производства обычной бумаги и картона. Тем не менее, есть возможность использовать накопленный опыт и использовать небольшие бумажные фабрики для производства композитных преформ.В лабораторном масштабе используются два основных метода имитации процесса производства бумаги. Наиболее распространены листы, полученные путем динамического формования листов и обычные листы. При динамическом формовании листа струя волокнистой суспензии направляется к вращающемуся проволочному барабану [48]. Волокна осаждаются на проволоке, а вода проходит через проволоку. В зависимости от разницы скоростей струи и проволоки волокна будут ориентироваться в продольном направлении (по окружности вращающегося барабана).Затем может быть получен анизотропный лист с характеристиками, аналогичными тем, которые производятся на бумажных фабриках, где волокна предпочтительно ориентированы в продольном направлении по сравнению с поперечным направлением. В листах для рук волокна смешаны с водой в большом контейнере. Вода резко выпускается на дно емкости, и волокна откладываются на плоской проволоке внизу. В этом случае волокна преимущественно беспорядочно ориентированы в плоскости. Таким образом, основное различие между листами, которые формируются с использованием динамического формирователя листов, и ручных листов заключается в том, что первые, как правило, анизотропны в плоскости, а вторые изотропны в плоскости.

4.2. Преформы из растительного волокна

Типы преформ из растительного волокна, доступных для композитов, показаны на Рисунке 3. Ниже приводится описание их обработки и характеристики.

После того, как волокна были извлечены из растений с помощью процесса вымачивания с последующим рядом механических процессов, волокна могут быть преобразованы в нетканые маты с помощью методов воздушной укладки и иглопробивки [49] . Ориентация волокон в нетканых матах номинально в плоскости случайна, но они могут показывать предпочтительную ориентацию волокон в машинном направлении [50].В качестве альтернативы, волокна могут быть преобразованы в непрерывную пряжу с использованием различных методов прядения, таких как кольцевое прядение, роторное прядение, оберточное прядение и воздушно-струйное прядение [51]. Кольцевое прядение — самый распространенный метод. Во время прядения непрерывный пучок почти параллельных волокон (так называемая лента) скручивается так, что волокна принимают спиралевидную конфигурацию. Влияние угла закручивания волокна на механические свойства композитов рассматривалось в нескольких исследованиях [52–54].Кроме того, площадь поперечного сечения пряжи (которая косвенно определяется ее линейной плотностью, выраженной в единицах г / 1000 м) и степень уплотнения пряжи являются другими важными характеристиками пряжи, которым, однако, в перспективе уделялось ограниченное внимание. композитной арматуры [14]. Можно предположить, что степень уплотнения пряжи коррелирует с проницаемостью пряжи для пропитки матрицы во время производства композитов. Необходимы дополнительные исследования для улучшения понимания взаимосвязи между различными структурными характеристиками пряжи из растительных волокон и механическими характеристиками пряжи в композитах.

Преформы пряжи из растительных волокон могут использоваться непосредственно для производства композитов путем намотки смешанных нитей вместе с термопластичной филаментной нитью с последующим компрессионным формованием [41], или пряжа может использоваться для изготовления преформ тканых и не гофрированных материалов. . Ткани изготавливаются с различными узорами плетения, такими как полотняное, саржевое и атласное переплетение, в которых пряжа по-разному переплетена в двух основных, ортогональных и плоских направлениях. Пряжа в двух направлениях может иметь разную линейную плотность, и их можно размещать на разном расстоянии друг от друга.Ткани предлагают возможность иметь плоскую конфигурацию пряжи в двух измерениях, разработанную для соответствия профилю нагрузки данного композитного приложения. Ткани из льняных, джутовых и хлопковых волокон широко доступны, но чаще всего они предназначены для текстильных приложений, а не для композитных материалов. Ткани без обжима состоят из нитей, которые не скрепляются друг с другом путем вплетения, а сшиваются вместе тонкими и гибкими нитями (обычно из термопластичного полиэстера).Это означает, что пряжа полностью растянута; то есть у них нет обжима, так как они не должны переходить друг под друга. Отдельные слои параллельных нитей, удерживаемые вместе поперечно направленными сшивающими нитями, обозначают одноосные не гофрированные ткани. Такие одноосные слои укладываются и сшиваются вместе, образуя двухосные или многоосные не гофрированные ткани с определенной плоской ориентацией пряжи, например, ± 45 °, 0 ° / 90 ° и 0 ° / + 45 ° / -45 ° / 90 °. . В последнее время ряд европейских компаний приступили к производству не гофрированных тканей из льняных волокон.Таким образом, впервые в продаже появились ткани из растительных волокон, специально предназначенные для композитов.

5. Механические свойства композитов

Механические свойства композитов из древесных и растительных волокон подробно охарактеризованы и проанализированы. Однако были охарактеризованы в основном свойства при растяжении, а также свойства изгиба и в некоторой степени также свойства удара, поскольку их относительно легко измерить, и они обычно используются для тестирования различных материалов в процессе разработки материалов.Другие более сложные механические свойства, такие как усталость [55–58] и ползучесть [59], изучены в меньшей степени.

В Таблице 2 представлены типичные значения характеристик растяжения (жесткости и прочности) композитов из древесного и растительного волокна, а также значения для композитов из стекловолокна и углеродного волокна. Замечательно высокая жесткость и прочность на 26 ГПа и 247 МПа соответственно для фенолформальдегидных композитов, пропитанных крафт-бумагой [34], до сих пор не были достигнуты для древесноволокнистых композитов.Эти материалы были разработаны во время Второй мировой войны для использования в обшивке крыльев самолетов. Помимо этих экстремальных результатов Кокса и Пеппера [34], можно заметить, что композиты из целлюлозных волокон (как древесных, так и растительных волокон) с номинальной произвольной ориентацией волокон в плоскости, изготовленные с использованием преформ из рыхлых волокон, бумаги и нетканые маты обладают умеренными растягивающими свойствами с жесткостью в диапазоне 4–8 ГПа и прочностью в диапазоне 30–60 МПа. Что касается композитов из стекловолокна, с аналогичной случайной ориентацией волокон в плоскости, демонстрирующих жесткость в диапазоне 5-7 ГПа и прочность в диапазоне 80-100 МПа, композиты из целлюлозного волокна в целом демонстрируют сравнимую жесткость и несколько меньшую прочность. .Хорошо известно, что можно использовать различные химические подходы для управления межфазным соединением с целью повышения прочности композитов из целлюлозных волокон. Ацетилирование — это один из видов обработки поверхности, который можно использовать для уменьшения полярности волокон, делая их более совместимыми с (обычно) неполярной матрицей [60]. Также связующие агенты, такие как малеиновый ангидрид, могут использоваться для образования ковалентных связей между волокнами и матрицей [61]. В исследовании Clemons [30] (Таблица 2) было показано, что прочность композитов древесное волокно / ПП увеличилась с 28 до 52 МПа при использовании малеинового ангидрида в качестве связующего агента, тогда как жесткость не показала никаких изменений.Аналогичное значительное увеличение прочности с 40 до 60 МПа было обнаружено при исследовании композитов джутовое волокно / полипропилен Андерсеном и Плакеттом [37].

9208 Прочность 9120 (МПа) 900


Содержание волокна

(об.%)

Свойства при растяжении Каталожный номер
Жесткость
(ГПа)

Композиты из древесного волокна
Древесная масса / полипропилен 1 ; RD [30]
Эвкалиптовые опилки / UP 1 ; RD [31]
Крафт + ТМП / ПП; RD [32]
Сульфитная пульпа / ПП 1 ; RD [33]
Крафт / ПФ — бумага; РД 72
а
26.2
247 [34]
Крафт / ПФ — бумага; РД 72
b
11,7
156 [34]
Композиты из растительных волокон
Лен / крахмал — рыхлые волокна 1 ; RD [35]
Джут / ПП — нетканый мат; RD [36]
Джут / ПП — нетканый мат; RD [37]
Лен / PLA — ткань без обжима; UD [38]
Лен / эпоксидная смола — ткань без обжима; UD [39]
Лен / эпоксидная пряжа 2 ; UD [40]
Лен / ПЭТ — пряжа 2 ; UD [41]
Композиты из стекловолокна
Стекло / ПП — свободные волокна 1 ; RD [42]
Стекло / ПП — мат из рубленых прядей; RD [44]
Стекло / эпоксидная смола — ровинг; UD [45]
Стекло / ПП — ровинг 2 ; UD [43]
Композиты из углеродного волокна
Углерод c / эпоксидная смола — ровинг; UD Вычислено
Углерод d / эпоксидный ровинг; UD Расчетный

Литье под давлением; 2 накала-намотка.

a
Машинное направление; b поперечное направление; c высокомодульные волокна; d высокопрочные волокна.

При использовании преформ с номинально однонаправленными волокнами, таких как пряжа и не гофрированные ткани, свойства при растяжении композитов заметно повышаются при жесткости в диапазоне 20–32 ГПа и прочности в диапазоне 130–340 МПа. (Таблица 2). Кроме того, по сравнению с композитами со случайной ориентацией волокон в плоскости, объемное содержание волокна в однонаправленных композитах в целом выше (до 50–55%) [62].Это связано с лучшей упаковочной способностью выровненных волокон по сравнению с произвольно ориентированными волокнами. Однако по сравнению с синтетическими волокнами сборки из целлюлозных волокон обычно имеют более низкую упаковочную способность [63], что означает, что максимальное объемное содержание волокна обычно ниже в композитах из целлюлозных волокон. Это часть объяснения более низкой жесткости однонаправленных композитов из целлюлозного волокна по сравнению со стекловолоконными композитами со значениями примерно 30 и 45 ГПа соответственно.Жесткость целлюлозных волокон в композитах оценивается в диапазоне 20–90 ГПа [41], что для целлюлозных волокон наилучшего качества сопоставимо со стеклянными волокнами с жесткостью в диапазоне 70–87 ГПа [45]. Что касается прочности, однонаправленные композиты из целлюлозного волокна показывают радикально более низкие значения — около 300 МПа по сравнению с около 1000 МПа для композитов из стекловолокна. Объяснение низкой прочности однонаправленных композитов из целлюлозных волокон в настоящее время неизвестно, однако ожидается, что дефекты волокон, которые вносятся в волокна во время их обработки, играют большую роль [64].

Свойства при растяжении в таблице 2 хорошо иллюстрируют текущее состояние композитов из целлюлозного волокна, где жесткость приемлема и сопоставима с композитами из стекловолокна, но прочность требует улучшения. Из-за низкой плотности целлюлозных волокон особые механические свойства композитов из целлюлозного волокна особенно конкурентоспособны по сравнению с композитами из стекловолокна. Кроме того, если эти конкретные свойства нормализовать по стоимости, композиты из целлюлозного волокна также хорошо сравниваются с композитами из углеродного волокна.Другими словами, для приложений большого объема, где вес является проблемой, например, при упаковке и транспортировке, композиты из целлюлозного волокна, вероятно, будут основными конкурирующими материалами.

6. Моделирование механических свойств композитов

Для композитных материалов количественная связь между микроструктурой и механическими свойствами обычно называется микромеханикой, и это было предметом обширных исследований для высокоэффективных композитов. Микромеханические модели, разработанные для этих материалов, обычно применимы также для композитов из целлюлозных волокон с некоторыми модификациями, учитывающими особенности целлюлозных волокон.Безусловно, наибольшее внимание привлекла связь между микроструктурой и упругими свойствами. Жесткость является одним из важнейших параметров конструкции, и она также поддается моделированию, поскольку жесткость представляет собой среднее общее свойство, в отличие от прочности, которая обычно контролируется локально самыми большими дефектами в материалах.

6.1. Композиты со случайной ориентацией волокон

Композиты со случайным распределением ориентации волокон в плоскости, которое обычно имеет место для композитов из древесных волокон, можно рассматривать как набор однонаправленных слоев, где относительная толщина каждого слоя определяется по волокну. распределение ориентации.Это известно как аналогия ламината, где классическая механика ламината может использоваться для соотнесения упругих свойств гипотетического однонаправленного слоя с характеристиками композитной пластины. Аналогия с ламинатом схематически проиллюстрирована на рисунке 4. Предполагается, что распределение ориентации волокон является симметричным, что обычно имеет место для матов из древесного волокна, произведенных с помощью традиционных методов влажного формования [65]. Это означает, что материалы глобально ортотропны, а глобальная матрица жесткости может быть описана пятью упругими константами, а именно продольным и поперечным модулями Юнга, большим и второстепенным коэффициентами Пуассона и модулем сдвига.Компоненты в глобальной матрице жесткости могут быть определены с помощью стандартизированных макроскопических испытаний, а распределение ориентации волокон может быть найдено путем анализа изображений сканированных участков волокнистого мата [66].

Волокна целлюлозы из мягкой древесины имеют коэффициент формы около 100 [67]. С механической точки зрения эти волокна можно рассматривать как непрерывные, то есть имеющие бесконечную длину, поскольку неэффективные длины вблизи концов волокна относительно малы, что можно рассчитать с помощью теорий сдвигового лага [68, 69].Вклад жесткости древесных волокон в однонаправленные слои в аналогии ламината затем может быть описан простыми механическими моделями, такими как модель правила смесей для продольных упругих свойств и модель Халпина-Цая для поперечных упругих свойств и свойств сдвига ( например, [70]). Для внеосевых свойств более точной является модель концентрического цилиндра Хашина [71]. Последняя модель использовалась Neagu et al. [72] для обратного расчета жесткости древесных волокон на основе измеренной жесткости композитов и, таким образом, ранжирования различных химических обработок древесных волокон с точки зрения их эффективности армирования в композитах.Пример показан на рисунке 5, где показано влияние отбеливания и остаточного лигнина (характеризуемого числом Каппа) на определяющую жесткость волокна. Это служит иллюстрацией того, как микромеханический подход может быть использован для поиска оптимального уровня отбеливания независимо от содержания волокна и ориентации волокон в композитах. Эти последние два параметра могут быть трудно воспроизводимыми при производстве композитов.

6.2. Композиты с незначительным содержанием пористости

В композитах с целлюлозным волокном пористость обычно вносит заметный вклад в общий объем композита с содержанием пористости до 10% [62].Напротив, в композитах из стекла и углеродного волокна накоплен значительный объем знаний, позволяющих снизить содержание пористости ниже 1% [73]. В целом в композитах из целлюлозного волокна пористостью, как правило, нельзя пренебрегать, и ее следует учитывать при оценке характеристик композитов.

На рисунке 6 показаны примеры трех типов пористости, которые обычно можно найти в композитах из целлюлозного волокна: пористость просвета волокна, пористость на границе раздела и пористость пропитки. В исследовании Madsen et al.[62], содержание пористости коррелирует с содержанием волокна и матрицы, и представлена ​​модель численной корреляции между массовым и объемным содержанием компонентов композита. Входными параметрами являются (i) плотность волокон и матрицы, которая может быть измерена методами пикнометрии и плавучести, (ii) ряд эмпирических констант пористости, которые могут быть измерены по изображениям композитных микроструктур, и (iii) максимально достижимая объемная доля волокна, которую можно определить по характеристикам уплотнения волоконной сборки.Модель предсказывает объемные доли волокон, матрицы и пористости как функцию массовой доли волокна. Модель применима к композитам в целом, но особенно актуальна для композитов с относительно высокой пористостью, что обычно характерно для композитов из целлюлозного волокна.

На рис. 7 (а) показаны экспериментальные данные и модельные прогнозы объемного состава ряда однонаправленных композитов из льняного волокна / термопластичной матрицы с переменными весовыми долями волокон.Объемные доли волокон и пористость увеличиваются в зависимости от массовой доли волокна до определенного значения, при котором после того, как объемная доля волокна становится постоянной, пористость начинает увеличиваться более резко. Массовая доля переходного волокна составляет 0,61. Таким образом, данные композиты должны изготавливаться с массовой долей волокна 0,61, чтобы иметь наилучшее возможное сочетание высокой объемной доли волокна и низкой пористости, и, как будет показано далее, это приводит к композитам с максимально достижимой жесткостью при растяжении.

Прогнозы объемного состава композитов могут быть интегрированы с микромеханическими моделями. Это было сделано в исследовании Madsen et al. [74], применяя правило модели смесей для жесткости композитов. Использовалась модифицированная версия модели, в которую был включен эффект пористости, определяющий концентрацию напряжений в композитах. На рисунке 7 (b) показаны экспериментальные данные и модельные прогнозы жесткости однонаправленных композитов из льняного волокна / термопластичной матрицы.Жесткость монотонно увеличивается в зависимости от массовой доли волокна до определенного значения, после которого она начинает уменьшаться. Весовая доля переходного волокна составляет 0,61 (т.е. значение, определенное при моделировании объемного состава композитов), и здесь композиты показывают максимально достижимую жесткость около 35 ГПа. Это демонстрирует, что модели могут использоваться в качестве руководящих принципов для проектирования композитов с существенной пористостью, таких как композиты из целлюлозного волокна, для получения оптимального объемного состава, ведущего к оптимальным механическим характеристикам.

7. Чувствительность композитов к влаге

По сравнению с композитами с обычными волокнами, ахиллесова пята композитов из целлюлозных волокон заключается в их способности впитывать влагу, что приводит к набуханию, нестабильности размеров и потенциальному ухудшению механических свойств. Гидрофильность волокон обусловлена ​​обилием доступных гидроксильных групп в гемицеллюлозе, в аморфной целлюлозе и на поверхности кристаллитов целлюлозы. Для конструкционных материалов чувствительность к влаге обычно считается недостатком, и ее следует по возможности снизить.Для композитов из целлюлозных волокон это может быть сделано путем сшивания полимеров клеточной стенки в волокнах [76], использования жесткой и гидрофобной матрицы [77] и использования влагонепроницаемого покрытия [78].

То, как набухание волокон влияет на стабильность размеров композитов, сложно из-за нерегулярной микроструктуры сборки волокон. Одним из способов изолировать гигрорасширение волокон и количественно оценить его вклад в гигрорасширение композитов является использование микромеханических моделей.Они аналогичны моделям, главным образом разработанным для теплового расширения и остаточных напряжений в композитах с керамической матрицей. Тепловое расширение и гигрорасширение регулируются одними и теми же физическими уравнениями, в которых термическая и гигральная деформации определяются температурой и влажностью соответственно. Микромеханические модели гигрорасширения композитов включают также параметры упругих свойств волокон и составляющих матрицы. В исследовании Neagu et al. [48], измерения скручивания полос композитов из древесного волокна и матов из древесного волокна были использованы для определения коэффициента поперечного гигрорасширения древесных волокон, равного приблизительно 0.10 деформаций на относительную влажность. Это согласуется с немногочисленными имеющимися в литературе данными о гигрорасширении целлюлозных волокон [79].

В исследовании Madsen et al. [80] при гигрорасширении однонаправленных композитов пеньковое волокно / термопластичная матрица, изменения размеров, как было обнаружено, хорошо коррелировали с объемной долей волокна. Выбранные результаты показаны на фиг. 8. При использовании эталонной влажности 65% относительной влажности было обнаружено, что поперечное гигрорасширение составило 0.9% и 3,3% при относительной влажности 85 и 100% соответственно для композитов с максимальной объемной долей волокна 0,43. Гигрорасширение в продольном направлении оказалось низким и слегка отрицательным, что предположительно связано с релаксацией остаточных напряжений растяжения в матрице, вызванной влагой. На рисунке видно, что точки экспериментальных данных хорошо моделируются линиями микромеханической модели.

Стеклянные и углеродные волокна не впитывают влагу, хотя стеклянные волокна чувствительны к коррозии под воздействием окружающей среды в присутствии влаги и растягивающего напряжения [81].Чувствительность к влаге у древесных волокон выше, чем у растительных волокон, поскольку первые содержат большее относительное количество гемицеллюлозы, которая является наиболее гидрофильным полимером в клеточной стенке.

8. Применение композитов

В Европе композиты из целлюлозного волокна в основном используются в автомобильной промышленности. Применяемые волокнистые преформы представляют собой рыхлые волокна, используемые для технологий литья под давлением, и нетканые маты, используемые для методов компрессионного формования. Из-за номинальной случайной ориентации волокон в этих композитах они обладают только умеренными механическими свойствами (см. Таблицу 2), но это, тем не менее, делает их хорошо подходящими для использования в неструктурных компонентах, таких как дверные накладки, подкладки для багажников и полки для пакетов.Низкие цены на рыхлые волокна и нетканые маты из целлюлозных волокон по сравнению с их синтетическими аналогами создают сильную мотивацию для использования этих двух преформ в автомобильной промышленности. За пределами Европы использование неструктурных компонентов на основе целлюлозных волокон более распространено, и древесные волокна являются гораздо более предпочтительным типом волокон. В Северной Америке основными приложениями являются строительные компоненты, такие как настилы, оконные профили и полы.

Недавно, в контексте исследовательских и опытно-конструкторских проектов, был проведен ряд демонстраций, демонстрирующих хороший потенциал композитов из целлюлозного волокна в новых областях применения (см. Рисунок 9).(i) Скульптура , представленная в Музее современного искусства Луизианы, Дания, специальная выставка «Зеленая архитектура для будущего», победитель премии JEC за инновации 2010 года, совместное предприятие 20 компаний, координируемое 3XN Architects, Дания. (ii) обод колеса, , проект 7-й рамочной программы ЕС, NATEX (2008–2012 гг.). (iii) стул для детей, разработанный исследовательским институтом Innventia AB совместно с целлюлозной промышленностью и архитекторами, представленный на Миланской мебельной ярмарке. 2009 г.(iv) Панели двойной кривизны , разработанные М. Ларсеном и К.Р. Nielsen, выставленный на «Klimaforum09 / Ideas at work» в связи с COP15, Копенгаген 2009 г., и на выставке JEC 2010. (v) Малая лопасть ротора для использования в ветряной машине, проект 7-й рамочной программы ЕС , ВУДИ (2009–2012). (vi) Выставочный стенд в Шведском морском историческом музее в Стокгольме, Швеция, проект 7-й рамочной программы ЕС, WOODY (2009–2012).

9.Перспективы на будущее: композиты с нановолокном

В последние годы значительное внимание было направлено на композиты, изготовленные из нановолокон целлюлозы (например, [82]). Как уже было описано, клеточная стенка древесных и растительных волокон структурирована как композит с микрофибриллами целлюлозы, встроенными в матрицу из гемицеллюлозы и лигнина. Микрофибриллы целлюлозы имеют поперечные размеры в диапазоне 10–100 нм и осевые размеры в диапазоне микрометров, и поэтому они подходят в качестве армирования в композитах из нановолокон.Идея состоит в том, чтобы добиться значительных улучшений технических свойств с добавлением нановолокон по сравнению с волокнами микрометрового диапазона. Это можно объяснить высокой удельной поверхностью наноразмерных волокон, которая влияет на свойства окружающей матрицы. Успех композитов из нановолокон особенно очевиден, если учитывать лишь незначительное добавление волокон и при этом сохраняется дисперсность нановолокон.

Композиты на основе углеродных нанотрубок в течение относительно долгого времени были очень многообещающими, но еще не нашли широкого применения [83].Разница между нановолокнами целлюлозы и углеродными нанотрубками заключается в способности нановолокон целлюлозы связываться друг с другом посредством водородных связей, тогда как поверхность углеродных нанотрубок химически инертна. Нановолокна целлюлозы могут образовывать очень прочную сетку и, кроме того, хорошо связываться с материалами полимерной матрицы с полярными группами. Однако это также приводит к трудностям обработки, поскольку нановолокна целлюлозы имеют тенденцию к агрегированию и после влажной обработки требуется много времени для высыхания. Таким образом, технологичность и производительность являются взаимодополняющими и взаимно противоположными поведениями.Функциональные гидроксильные группы волокон можно модифицировать для улучшения диспергирования и обрабатываемости, хотя обычно это сопровождается повышенными затратами. Основные проблемы для композитов из целлюлозных нановолокон, вероятно, состоят в том, чтобы научиться производить объемные композитные компоненты с сохранением тонкости и дисперсности нановолокон. Сырьем являются сами целлюлозные волокна из древесной массы или растительных волокон, поэтому затраты на сырье пренебрежимо малы по сравнению с затратами на производство.

10. Общее сравнение волокон

Как показано в разделах выше, древесные и растительные волокна в некоторых отношениях схожи, а в других — различаются. Таким образом, в зависимости от предполагаемого применения один конкретный тип волокна подходит больше, чем другой. Далее приводится общее сравнение, чтобы выделить некоторые преимущества древесины по сравнению с растительными волокнами и наоборот. Точно так же целлюлозные волокна сравнивают с их синтетическими аналогами, стеклянными и углеродными волокнами.

Преимущества древесных волокон по сравнению с растительными волокнами заключаются в следующем.(i) Низкая стоимость, доступная на целлюлозных фабриках. (ii) Относительно короткие волокна означают лучшую технологичность. (iii) Развитая инфраструктура, доступная на целлюлозно-бумажных фабриках, для производства больших объемов по низкой цене. (iv) Преформы можно изготавливать из бумаги -технологии производства. (v) Могут быть достигнуты достаточно однородные партии целлюлозы. (vi) Не конкурирует с выращиванием продовольственных культур.

Преимущества растительных волокон по сравнению с древесными волокнами заключаются в следующем. (I) Высокая продуктивность и выход продукции. (Ii) Высокое содержание целлюлозы, высокая степень кристалличности целлюлозы, низкий угол наклона микрофибрилл, небольшой просвет означают отличные механические свойства волокон. .(iii) Относительно длинные волокна означают возможность контролировать ориентацию волокон и их укладку. (iv) Текстильные технологии могут использоваться для производства пряжи, тканых материалов и не гофрированных тканей.

Несмотря на различия, древесные и растительные волокна имеют больше общего, чем то, что их отличает друг от друга. Можно упомянуть некоторые преимущества целлюлозных волокон по сравнению со стеклянными и углеродными волокнами: (i) возобновляемый. (Ii) биоразлагаемый. (Iii) свет, то есть композиты обладают хорошими специфическими свойствами, которые важны для автомобилей и упаковки.(iv) Недорогое сырье.

Основными недостатками целлюлозных волокон по сравнению со стеклянными и углеродными волокнами являются следующие: (i) Умеренные механические свойства. (Ii) Чувствительность к влаге, приводящая к нестабильности размеров и потенциальному ухудшению механических свойств. (Iii) Не полностью разработаны технологии изготовления композитов.

Приведенные выше списки ни в коем случае не являются исчерпывающими, они служат только для демонстрации некоторых свойств древесины и растительных волокон в контексте применения композитов.В дальнейшем развитии композитов из целлюлозных волокон важную роль играют как достоинства, так и недостатки. Конкретные преимущества определяют, какие области применения актуальны. Например, сочетание низкой стоимости, возобновляемости и способности к биологическому разложению делает композиты из целлюлозного волокна подходящими материалами для применения в упаковке. Недостатки ограничивают возможности их применения. Исследования того, как устранить эти недостатки, могут расширить распространение целлюлозных волокон как экологически чистой альтернативы синтетическим волокнам.Если целлюлозные волокна можно обработать, чтобы лучше сохранить присущую им высокую жесткость и прочность, и их можно модифицировать, чтобы они стали менее гидрофильными, они также могут стать потенциальными армирующими волокнами в современных конструкционных наружных применениях, например, в лопастях ротора для ветряных турбин и в нагрузках. транспортировка компонентов в транспортных средствах.

Влияние зрелости волокна :: BioResources

Разали Н., Салит М. С., Джавайд М., Исхак М. Р. и Лазим Ю. (2015). «Исследование химического состава, физических, растяжимых, морфологических и термических свойств розельного волокна: влияние зрелости волокна», BioRes .10 (1), 1803-1824.


Abstract

Розельное волокно — это тип натурального волокна, которое может использоваться в качестве потенциального армирующего наполнителя в полимерных композитах для различных областей применения. В этой работе исследуются химические, физические, механические, морфологические и термические характеристики розелевого волокна на разных уровнях зрелости (3, 6 и 9 месяцев). Диаметр розелевого волокна увеличивается по мере созревания растения. Однако, в отличие от этого, содержание влаги и водопоглощение розелевого волокна снижается по мере созревания растения.Химический состав волокон розеллы из растений разного возраста указывает на то, что по мере созревания растения содержание целлюлозы уменьшается. Прочность на разрыв розелевого волокна снижается с 3 до 9 месяцев. Поперечное сечение розельного волокна показывает типичную морфологию лубяного волокна, где в центре волокна имеется просвет. Результаты термического анализа показывают, что эффект термического разложения розельного волокна практически одинаков для всех возрастов растений. Сделан вывод о том, что розельные волокна могут быть использованы в качестве армированного материала для изготовления полимерных композитов.Благодаря своим превосходным свойствам розельные волокна подходят для различных применений, таких как автомобильные и строительные компоненты, по более низкой цене.


Скачать PDF


Полная статья

Исследование химического состава, физических, растяжимых, морфологических и термических свойств розелевого волокна: влияние зрелости волокна

Надлен Разали, a, d Mohd Sapuan Salit, a, c, e, * Mohammad Jawaid, c Mohamad Ridzwan Ishak, b, c, e и Юсрия Лазим f

Волокно

Roselle — это тип натурального волокна, которое может использоваться в качестве потенциального армирующего наполнителя в полимерных композитах для различных областей применения.В этой работе исследуются химические, физические, механические, морфологические и термические характеристики розелевого волокна на разных уровнях зрелости (3, 6 и 9 месяцев). Диаметр розелевого волокна увеличивается по мере созревания растения. Однако, в отличие от этого, содержание влаги и водопоглощение розелевого волокна снижается по мере созревания растения. Химический состав волокон розеллы из растений разного возраста указывает на то, что по мере созревания растения содержание целлюлозы уменьшается. Прочность на разрыв розелевого волокна снижается с 3 до 9 месяцев.Поперечное сечение розелевого волокна показывает типичную морфологию лубяного волокна, где есть просвет в центре волокна. Результаты термического анализа показывают, что эффект термического разложения розельного волокна практически одинаков для всех возрастов растений. Сделан вывод о возможности использования розелевых волокон в качестве армированного материала для изготовления полимерных композитов. Благодаря своим превосходным свойствам розельные волокна подходят для различных применений, таких как автомобильные и строительные компоненты, по более низкой цене.

Ключевые слова: Розельное волокно; Возраст растений; Физические свойства; Механические свойства; Химические составы; Термические свойства

Контактная информация: a: Департамент машиностроения и производства, Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Селангор, Малайзия; b: Департамент аэрокосмической техники, Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Селангор, Малайзия; c: Лаборатория биокомпозитных технологий, Институт тропического лесного хозяйства и лесных продуктов (INTROP), Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Селангор, Малайзия; d: Департамент материалов и структуры, Universiti Teknikal Malaysia Melaka, 76100 Durian Tunggal, Малакка, Малайзия; e: Исследовательский центр аэрокосмического производства, Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Селангор, Малайзия; е: Секция технологии полимерной инженерии, Университет Куала-Лумпур — Малазийский институт химических и биоинженерных технологий (UniKL-MICET), лот 1988 г., поставщик Бандар Табох Нанинг, 78000 Алор Гаджах, Мелака, Малайзия;

* Автор, ответственный за переписку: sapuan @ upm.edu.my

ВВЕДЕНИЕ

Натуральные волокна, такие как конопля, кенаф, джут, сизаль, банан, лен и масличная пальма, пользовались значительным спросом в последние годы благодаря своей экологической и возобновляемой природе (Khalil et al. 2012). В последнее время, в связи с растущими экологическими проблемами, ученые и исследователи теперь заменяют синтетические волокна натуральными волокнами в качестве основного компонента в композитах (Favaro 2010; Nirmal et al. 2011; Reem et al. 2012; Бегум и Ислам 2013; Sathishkumar et al. 2013a; Чолачагудда и Рамалингайя 2013). Преимущества натуральных волокон включают невысокую стоимость, хорошие механические свойства, широкую доступность, возобновляемость материала, способность к биологическому разложению, неабразивный характер и простоту переработки по сравнению с синтетическими волокнами (Jawaid and Abdul Khalil 2011; Ishak et al. 2013) . Эти причины привлекли инженеров-материаловедов к использованию натуральных волокон в качестве армирующего наполнителя в полимерных композитах, чтобы сократить использование древесины или лесных ресурсов и изучить недостаточно используемые натуральные волокна.Натуральные волокна широко используются в автомобилестроении (AL-Oqlaand Sapuan 2014) и строительстве (Dittenber and GangaRao 2012). Натуральные волокна можно найти в странах Юго-Восточной Азии, таких как Малайзия, Индонезия и Таиланд (Ishak et al. 2013).

Натуральные волокна, такие как волокна розели ( Hibiscus sabdariffa ), в изобилии встречаются в природе и культивируются в Борнео, Гайане, Малайзии, Шри-Ланке, Того, Индонезии и Танзании. Научное название розеллы — Hibiscus sabdariffa L., и он из семейства мальвовых (Morton 1987). Розель в изобилии встречается в тропических регионах. Их обычно используют в качестве настоя и для производства лубяных волокон. Есть различные варианты использования розеллы. Фрукты обычно используются в медицинских целях (Tori Hudson 2011; Mungole and Chaturvedi 2011) и в пищевой промышленности (Wilson 2009), а волокно используется в качестве текстиля (Managooli 2009). Волокно розела можно экстрагировать путем вымачивания водой (Thiruchitrambalam et al. 2010). Стебель розеллы красного цвета, как показано на рис.1 (а). В Малайзии через год растение терозель вырежут, и оно станет отходами. Это связано с тем, что через год качество плода розеллы ухудшается. Чтобы использовать эту установку эффективно, волокно можно использовать в качестве армирующего материала для полимерных композитов. Важно понимать физические, термические, механические и химические свойства розельного волокна, прежде чем оно будет использоваться в промышленности, например, в автомобилестроении и строительстве.

Розельное волокно — одно из натуральных волокон, которое привлекло исследователей для изучения их возможностей в качестве армирующего материала в композитах.Исследователи сообщили о работе по модификации розового волокна для улучшения межфазного соединения волокна и матрицы для изготовления полимерных композитов для различных применений (Kaith and Chauhan 2008; Chauhan and Kaith 2011, 2012a, b; Ramu and Sakthivel 2013). Кроме того, у нескольких исследователей есть обзорные статьи, посвященные химическим и механическим свойствам розельного волокна в полимерных композитах (Тиручитрамбалам и др. . 2010; Чаухан и Кейт 2012b).

Некоторые недавние исследования химического состава, механических, термических и морфологических характеристик были проведены на натуральных волокнах (Rowell et al .2000; Мунавар и др. . 2006; Rosa et al. 2009; Ishak et al. 2011; Сатишкумар и др. . 2013; Мвасиаги и др. . 2014; Юсрия и др. . 2014). Ishak et al. (2011) провели исследование термических и растягивающих свойств волокон сахарной пальмы. В своих исследованиях они обнаружили, что зеленые волокна (созревшие волокна) растения дают наилучшие результаты при растяжении благодаря оптимальному химическому составу, который состоит из целлюлозы с высоким содержанием целлюлозы, а также гемицеллюлозы и содержания лигнина (Ishak et al. 2011). Юсрия и др. (2014) обсуждали влияние зрелости (сырой, спелой, выдержанной) шелухи ореха бетеля (BNH) на физические, механические, термические и морфологические свойства. Они обнаружили, что спелые волокна демонстрируют самые высокие результаты на растяжение (Yusriah et al. 2014). Шахзад (2013) провел исследование механических и физических свойств волокон конопли. Характеристики были сосредоточены на содержании влаги в волокне с использованием ТГА и свойств растяжения, и они обнаружили, что волокна конопли могут использоваться в качестве армирующего материала (Shahzad 2013).Однако до настоящего времени было проведено очень ограниченное количество исследований по применению розелевых волокон и их композитов (Ramuand Sakthivel 2013).

В данной работе рассматриваются свойства розелевого волокна в зависимости от возраста растений (3 месяца, 6 месяцев и 9 месяцев). Химический состав, физические свойства (плотность, водопоглощение, влагосодержание), прочность на разрыв, морфология (сканирующая электронная микроскопия) и термический анализ розелевого волокна на трех разных возрастах растений были оценены относительно пригодности волокна в качестве армирующего материала в полимерных композитах.Судя по обзору литературы, до сих пор ни одно из исследователей не сообщало о таком исследовании. Цель этой статьи — предоставить обширную информацию о различных фундаментальных свойствах волокон розеллы в зависимости от возраста растений, чтобы улучшить их использование в различных приложениях.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Материалы

растений розеллы разного возраста (3, 6 и 9 месяцев) были собраны с поля растений розеллы в Мерсинге, Джохор, Малайзия.Розельное волокно экстрагировали с использованием процесса вымачивания водой с разной продолжительностью времени. В таблице 1 показан процесс вымачивания розелевого волокна разного возраста. Розелле более старшего возраста требовалось больше времени для экстракции водным вымачиванием из-за того, что кожица розеллы была толще, чем у более молодого растения. Промокший стебель розеллы промывали проточной водой и вручную удаляли волокна. Затем волокна были очищены, а затем высушены на солнце.Затем розельные волокна были подготовлены к нескольким испытаниям, чтобы изучить их потенциал в качестве армирующего материала в полимерном композите. На рис. 1а) показано розелевое растение и б) вымачивание водой.

Таблица 1. Продолжительность вымачивания водой для растений разного возраста

Рис. 1a) Завод Roselle b) Процесс вымачивания водой

Химический состав

Химический состав розельного волокна анализировали с использованием нейтрального детергентного волокна (NDF) и кислотного детергентного волокна (ADF).Это распространенный способ оценки компонентов основного волокна, целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Процент целлюлозы и гемицеллюлозы можно определить с помощью формул. 1 и 2 соответственно.

Целлюлоза = ADF — лигнин (1)

Гемицеллюлозы = NDF — ADF (2)

Физические характеристики

Диаметр

Диаметр розельных волокон измеряли с помощью оптического микроскопа модели Zeiss. Было измерено пятнадцать образцов одиночных волокон, и был получен средний диаметр.

Плотность

Плотность розельного волокна рассчитывалась делением массы на объем, как показано в уравнении 3, на основе ASTM D792. Волокно было в виде порошка. Сначала измеряли объем и массу контейнера. Объем контейнера был определен по формуле. 4. Аналитические весы с возможностью считывания показаний до 0,0001 г использовались для измерения массы волокна и контейнера. Начальная масса контейнера была записана как M 0 .Перед измерением массы волокно нагревали в печи в течение 24 часов при 104 ° C, чтобы исключить влияние влаги и водопоглощения. Затем в контейнер засыпали порошкообразные волокна. Емкость с порошковой начинкой имела вес M 1 .

Плотность (г / см 3 ) = (3)

В формуле. 3, M 1 — масса контейнера плюс высушенное волокно, тогда как M 0 — масса контейнера.

Объем (см 3 ) = (4)

Водопоглощение

Процент водопоглощения розельного волокна был определен с помощью уравнения.5. Были приготовлены пять образцов и рассчитано среднее процентное водопоглощение. Образцы сначала взвешивали как M 0 перед погружением в пресную воду на 24 часа при комнатной температуре. После 24 часов погружения образцы снова взвешивали как M 1 .

Водопоглощение (%) = (5)

Влагосодержание

Для оценки содержания влаги было приготовлено пять образцов. Процентное содержание влаги в волокнах розеллы определяли по формуле.6. Образцы нагревали в печи в течение 24 часов при 105 o ° C (Baley et al. 2012). Перед нагреванием образцов вес волокна был измерен как M 0 . Через 24 часа в печи волокно снова взвешивали как M 1 .

Содержание влаги (%) = (6)

Свойства при растяжении

Испытание на растяжение — это простой метод определения механической прочности натурального волокна.При испытании на растяжение можно получить несколько важных механических свойств, таких как модуль Юнга, напряжение при растяжении, максимальное удлинение, деформация при растяжении и предел текучести. Прочность на растяжение розельфибра определяли с использованием универсальной испытательной машины; модель Instron 5556, как показано на рис. 2. Стандарт ASTM D3379 был использован для испытания одиночного волокна на растяжение. Калибровочная длина образцов розельного волокна составляла 20 мм, а скорость ползуна составляла 1 мм / мин с датчиком нагрузки 5 кН. Волокно было правильно выбрано под оптическим микроскопом перед тестированием, чтобы гарантировать, что образец дает точный результат.Волокно было приклеено к держателю образца, как показано на рис. 3. Перед началом испытаний держатель образца был разрезан по центру. Для проведения испытания на растяжение были приготовлены пятнадцать образцов розельного волокна.

Рис. 2. Испытание на растяжение розельного волокна Рис. 3. Подготовка образца для испытания на растяжение

Термогравиметрический анализ (ТГА)

Термические характеристики розельного волокна проводились на аппарате термического анализа серии Q от компании TA Instrument.TGA измеряет изменение веса материала в зависимости от температуры (или времени) в контролируемой атмосфере. Перед использованием в полимерных композитах важно определить степень разложения натурального волокна при высокой температуре. Это связано с тем, что температура разложения натуральных волокон должна быть определена перед производственным процессом с полимером, чтобы знать совместимость волокон с полимером во время производственного процесса при высокой температуре. Чтобы избежать получения некачественного композита, волокна не должны разлагаться в процессе производства по порядку.В камеру помещали 4,8 мг розелевого волокна. Анализ проводился на воздухе в диапазоне температур от 50 до 600 o C, скорость нагрева составляла 10 o C.

Анализ морфологии (SEM)

Морфологию и поперечное сечение розельного волокна наблюдали под растровым электронным микроскопом (SEM), модель Hitachi S-3400N. Волокно розела очень тонкое, поэтому трудно получить морфологию поперечного сечения волокна. Чтобы решить эту проблему, волокна розели были погружены в жидкий азот для их отверждения.Волокна были покрыты золотом для получения результатов хорошего качества. Рабочее расстояние, использованное для исследования образцов, составляло 71 мм, а ускоряющее напряжение — 15 кВ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Химический состав

Химический состав — один из важных элементов, влияющих на физические, механические и термические свойства натурального волокна. Обычный химический состав натуральных волокон — это целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин и зола.Различная пропорция этого содержания зависит от источника волокна, процесса экстракции и возраста волокна (Мукерджи и Радхакришнан, 1975). В таблице 2 показано химическое содержание розелевых волокон в зависимости от их возраста. Как показано в таблице 2, волокна розели имеют высокое содержание целлюлозы, которое в среднем составляет более 60%. В возрасте 3 месяцев клетчатка розеллы имеет самое высокое содержание целлюлозы, которое составляет 64,50% по сравнению с 6 и 9 месяцами с 60,51% и 58,63% соответственно. Целлюлоза является основным структурным компонентом, который обеспечивает стабильность стенок стволовых растений и прочность волокна (Reddy and Yang 2005).Это также влияет на свойства, стоимость производства волокна и его использование в различных сферах применения. На рис. 4 показано химическое содержание розелевого волокна в зависимости от возраста растений. Доля химического состава зависит от возраста растения. По мере созревания растения содержание целлюлозы постепенно снижается. Этот процесс происходит естественным образом, когда дерево умирает. Химический состав всех мертвых деревьев в конечном итоге разрушается, а остатки естественным образом возвращаются в окружающую среду.Эти оставшиеся составляющие атомы будут использоваться в качестве строительных блоков для роста других существующих организмов (Ishak et al. 2011). Более высокое содержание целлюлозы способствует более высокой прочности волокна, что делает его предпочтительным для текстиля, бумаги и других волокнистых материалов (Favaro 2010). Содержание гемицеллюлозы и лигнина также изменяется по мере созревания растения. Однако изменения зависят друг от друга; уменьшение содержания гемицеллюлоз сопровождается увеличением лигнина и , наоборот, .

Таблица 2. Химическое содержание волокон розеля

Гемицеллюлозы представляют собой класс полисахаридных полимеров, степень полимеризации и ориентации которых ниже, чем у целлюлозы (Sathishkumar et al. 2013). Обычно они занимают пространство между целлюлозой и лигнином. В состав гемицеллюлозы входят в основном сахар, глюкоза, ксилоза, галактоза, арабиноза и манноза (Reddy and Yang 2005). Что касается механических свойств, гемицеллюлозы вносят небольшой вклад в жесткость и прочность волокна (Reddy and Yang 2005).Гемицеллюлозы легче гидролизуются в сахар по сравнению с целлюлозой. Высокое содержание гемицеллюлоз предпочтительно для производства этанола и других продуктов ферментации. Хотя гемицеллюлозы не вносят прямого вклада в прочность волокна, они действуют как связующее вещество для микрофибрилл и обеспечивают структурное усиление микрофибрилл.

Рис. 4. Химическое содержание розелевого волокна в% в зависимости от возраста растения

Можно видеть, что содержание лигнина в волокне розеллы сравнимо с другим признанным лубяным волокном.Образцы, соответствующие возрасту растительных волокон 6 месяцев, показали самое высокое содержание лигнина, которое составило 10,26%. Лигнин аморфен и имеет ароматические кольца с различными возможными разветвлениями. Он действует как клей между индивидуальными клетками и между фибриллами, образующими клеточную стенку. Лигнин сначала образуется между соседними клетками в средней ламелле, плотно связывая их в ткань, а затем он распространяется в клеточную стенку, проникая в гемицеллюлозы и связывая фибриллы целлюлозы. Лигнин придает растительной ткани и отдельным волокнам прочность на сжатие и жесткость клеточной стенки, чтобы защитить углеводы от химического и физического повреждения.Содержание лигнина влияет на структуру, свойства, морфологию, гибкость и скорость гидролиза (Reddy and Yang 2005).

Физические свойства

В таблице 3 показаны физические свойства розельного волокна в зависимости от возраста розельного растения. На основании измерения диаметра волокно трехмесячной давности показало наименьший диапазон диаметров волокна, который составлял от 40 до 100 мкм. Диаметр для двух других групп растений с разным возрастом 6 и 9 месяцев составлял от 80 до 120 и от 90 до 150 мкм, соответственно.При просмотре под микроскопом 3-месячное волокно выглядело ярче, чем 9-месячное волокно. Однако диаметр розелевого волокна варьируется из-за пучка отдельных волокон. Невооруженным глазом сложно получить единичное измерение волокна. Можно видеть, что имелась разница в диаметре между волокнами трех разных возрастных классов, а диаметр розелевого волокна увеличился с 3 месяцев до 9 месяцев. Из полученного результата можно сделать вывод, что диаметр волокна увеличивается с возрастом, поскольку клеточная стенка становится толще по мере созревания.Факторами, влияющими на различные физические свойства розелевого волокна, являются толщина клеточной стенки, диаметр и длина трахеиды в волокнах (Rowell et al. 2000). Показанные результаты были взяты из 15 образцов. Розельное волокно — это тонкое лубяное волокно. На рис. 5 показано измерение диаметра розельного волокна с помощью оптического микроскопа (Leica), где 4 (a) показывает диаметр в возрасте 3 месяцев, а 5 (b) и 5 ​​(c) в возрасте 6 и 9 месяцев, соответственно. Физические свойства натуральных волокон зависят от нескольких факторов (Rowell et al. 2000). Естественно, трудно получить консистентные свойства натурального волокна (Chandramohan and Marimuthu 2011), и измерение свойств зависит от зрелости растения, источника волокна, процесса экстракции и состояния растения (Reddy and Ян 2005).

(a) Розельное волокно 3-месячного возраста (б) Розельное волокно 6-месячного возраста

(c) Розельное волокно 9-месячной давности

Рис. 5. Измерение диаметра розельного волокна

Плотность волокон розеллы в течение 3, 6 и 9 месяцев оказалась равной 1.332, 1,419, 1,421 г / см 3 соответственно. Из полученных результатов видно, что плотность увеличивается по мере созревания растения. Плотность розельного волокна относительно невысока. Этой особенности в основном способствует наличие просвета в структуре волокна (Азиз и Анселл 2004; Вилай и др. 2008). Структура просвета полая с тонкими стенками, как показано на рисунках 8 (a), (b) и (c). Эта характеристика способствует легкости натурального волокна. Это один из наиболее желательных факторов использования натурального волокна в качестве армирующего материала для композитных изделий.

Несмотря на то, что натуральные волокна имеют много преимуществ по сравнению с их использованием в качестве армирующего материала, такие как экологичность и свойства, сравнительно схожие с синтетическим волокном, натуральное волокно все же имеет недостатки. Гидрофильное поведение натурального волокна затрудняет хорошую адгезию между волокном / матрицей и способствует высокому водопоглощению натурального волокна; и это ослабит применяемый композитный продукт (Nguong et al. 2013).Однако эту проблему можно решить с помощью обработки поверхности натурального волокна (Азиз и Анселл, 2004; Се и др. , 2010). По полученным результатам, процент водопоглощения розельного волокна через 3, 6 и 9 месяцев был высоким, , то есть 320%, 306% и 289%, соответственно. Структура просвета имеет большое сродство к воде. Чем больше просвета, тем больше воды поглощается волокнами розеллы. Эти явления также существуют из-за содержания целлюлозы в натуральных волокнах в целом и розельных волокнах в частности.Более высокий процент содержания целлюлозы увеличивает количество свободных гидроксильных групп (Athijayamani et al .2009; Yusriah et al .2014). В этом исследовании было обнаружено, что содержание целлюлозы было самым высоким для растений в возрасте 3 месяцев, и этот факт показывает, что результаты водопоглощения хорошо согласуются с другой опубликованной литературой. Для получения высококачественного композита необходимо уменьшить водопоглощение натурального волокна. Кроме того, адгезия волокна и матрицы может быть дополнительно улучшена за счет упрочнения композита.

Содержание влаги в натуральном волокне — важный критерий, который необходимо учитывать при выборе натурального волокна в качестве армирующего материала. Это связано с тем, что содержание влаги влияет на стабильность размеров, удельное электрическое сопротивление, предел прочности на разрыв, пористость и разбухание натурального волокна в композитном материале. Из другой опубликованной литературы было обнаружено, что низкое содержание влаги в натуральном волокне является наиболее желательным критерием для полимерных композитов, чтобы преодолеть проблемы, упомянутые выше (Jawaidand Abdul Khalil 2011).Композиты в сочетании с волокном с меньшим содержанием влаги менее подвержены гниению, в отличие от композитов с высоким содержанием влаги. Вероятно, это связано со способностью волокна удерживать воду в композитах, что может способствовать деградации композитов (Rowell et al. 2000). Результат содержания влаги в волокнах розеллы показал, что возраст растения 9-месячных волокон розелей был самым низким, как показано в Таблице 3. Следовательно, 9-месячные волокна розелей являются наиболее подходящими для изготовления композитных продуктов, чтобы иметь высокий возраст. стабильность размеров и качество продукта.В целом, волокно с этими 3-мя разными возрастами растений приемлемо для использования в качестве натурального волокна в композитах с точки зрения содержания влаги и водопоглощения, потому что результаты аналогичны другим общепринятым натуральным волокнам, таким как кенаф и джут, где их диапазон составляет от 3 до 5. % и ~ 200% соответственно (Saheb and Jog 1999).

Таблица 3. Физические свойства розельного волокна разного возраста

Свойства при растяжении

На рисунке 6 показана типичная кривая деформации розелевого волокна, полученная для растений разного возраста.Очевидно, что волокна розели ломаются при приложении внезапной нагрузки. Трудно изучать результаты испытаний на растяжение отдельных волокон небольших хрупких натуральных волокон из-за большого разброса, который имеет место. Этот разброс может быть в основном связан с тремя факторами, а именно с параметрами / условиями испытаний, характеристиками растений и измерениями площади (Silva et al. 2008). Полученные результаты на фиг. 7 показывают, что увеличение возраста растений приведет к снижению свойств растяжения розелевого волокна. В 3-месячном возрасте розелевое волокно дало наивысший средний предел прочности на разрыв — 453.477 МПа, а через 6 и 9 месяцев — 247,28 и 228,57 МПа соответственно. На этот результат влияет содержание целлюлозы, где более высокая структура целлюлозы в волокне способствует высоким прочностным свойствам. Это связано с кристаллической структурой целлюлозы, которая способствует стабильности стебля растения (Reddy and Yang 2005).

Рис. 6. Кривая напряжения и деформации розельного волокна Рис. 7. Растягивающее напряжение в зависимости от возраста растений розельного волокна

В таблице 4 показана прочность на разрыв розельного волокна по сравнению с другим лубяным волокном.Как показано, способность розельного волокна в качестве армирующего материала для композитов хорошо согласуется с другими волокнами. Изучение свойств волокон при растяжении важно, потому что нагрузка, прикладываемая к композитам, в первую очередь передается на волокно. Волокно помогает выдерживать приложенную нагрузку, и как только волокно выходит из строя, разрушается композит в целом. Структура лубяных волокон практически одинакова для всех типов волокон (Kalia et al. 2011). Различия между растительными волокнами заключаются в их составе, i.e ., соотношение между целлюлозой и лигнином / гемицеллюлозами и в ориентации или угле спирали микрофибриллы целлюлозы (Kalia et al. 2011). Обычно натуральные волокна состоят из целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы. Обычно прочность на разрыв и модуль Юнга волокон увеличиваются с увеличением содержания целлюлозы (Ishak et al. 2011). Пластичность растительных волокон зависит от ориентации микрофибрилл относительно оси волокна. Если он спиральный, то он пластичный, а если он параллельный, он жесткий, негибкий и имеет высокую прочность на разрыв.Еще одним фактором, влияющим на свойства, являются дефекты волокон. Волокно, используемое в качестве армирующего материала, должно иметь минимум дефектов, при этом, если дефекты присутствуют в структуре, разрушение начнется в слабом месте (дефектах). Таким образом, необходимо провести детальный осмотр под микроскопом, чтобы определить качество волокна.

Таблица 4. Прочность на растяжение лубяного волокна

Морфологические свойства

Морфология натурального волокна является одним из факторов, влияющих на физические и механические свойства волокна как армирующего материала для композитных материалов (Munawar et al .2006 г.). Из фиг. 8 видно, что поперечное сечение розелевого волокна имеет четкую структуру просвета в центре, поскольку по мере того, как волокна стареют, структура просвета сжимается из-за наличия более толстой клеточной стенки. По наблюдениям, структура просвета розелевого волокна возрастом 3 месяца больше, чем у 6 и 9 месяцев. Структура клеточной стенки утолщается с увеличением возраста растений (Ayre et al. 2009). Согласно Yusriah (2014), размер просвета зависит от поглощения воды волокном (Yusriah et al. 2014). Чем больше размер просвета, тем выше водопоглощение и содержание влаги в волокне. Полученный результат хорошо согласуется с их выводом. Это происходит потому, что увеличение размера структуры просвета улучшило способность волокна поглощать больше воды. Волокно 3-месячного возраста имеет самую большую структуру просвета, что подтверждает, что по мере роста растения для его роста требуется больше воды. Для большинства растительных волокон структура просвета в основном заполнена воздухом, что делает натуральные волокна потенциальным материалом для звукопоглощающих и термоизоляторов (Kymäläinen and Sjöberg 2008; Meredith et al. 2012; Лю и др. 2014).

Рис. 8. Поперечное сечение розельного волокна через (а) 3 месяца, (б) 6 месяцев, (в) 9 месяцев

На рис. 8 показана поверхность розельного волокна через 3, 6 и 9 месяцев соответственно. Естественно, лубяное волокно состоит из пучка элементарных волокон, которые перекрываются по длине волокон и прочно связаны между собой пектином и другими нецеллюлозными соединениями, которые придают прочность пучку в целом (Rosa et al .2009 г.). Область на границе раздела двух ячеек называется средней пластинкой. В общей терминологии пучки элементарных волокон называются техническими волокнами или одиночными волокнами (Mohanty et al. 2005). Рисунок 8 показывает, что диаметр пучка волокон тем больше, чем больше толщина стенки ячейки. Пучки розелевого волокна перекрывались. Волокна трехмесячного возраста кажутся тоньше, а поверхность более крупной по сравнению с более старыми волокнами розеллы.

Можно сделать вывод, что стенка растительной клетки становится толще по мере созревания.Для межфазной связи между волокном и полимером в композитах более желательна структура поверхности растений возрастом 9 месяцев. Это потому, что структура чистая и грубая по сравнению с 6 месяцами. Если поверхность натурального волокна грубая, это обеспечивает хорошее сцепление волокна с матрицей. Клетчатка в возрасте 9 месяцев все еще поглощает значительное количество воды, но ее можно обработать химически, чтобы преодолеть этот недостаток.

(а) 3 месяца (б) 6 месяцев

(в) 9 месяцев

Фиг.9. Структура поверхности розельного волокна через (а) 3 месяца, (б) 6 месяцев, (в) 9 месяцев

Термическая стабильность / TGA

Термогравиметрический анализ был проведен для получения точной информации о термической стабильности. Термическая стабильность или термическое разложение натурального волокна важны, так как волокна также подвергаются воздействию повышенной температуры во время производственного процесса с полимером / смолой. Крайне важно подтвердить, что волокно, используемое в композитном материале, способно выдерживать температуру, применяемую в процессе производства или нанесения продукта.

Табл. 5, Рис. 10 и Рис. 11 показывают характерные данные о тепловом поведении розельного волокна при высоких температурах. Примерно 5 мг розелевого волокна использовали для оценки термического поведения. Как правило, существует 4 фазы термического разложения натурального волокна (Rosa et al. 2009; Shahzad 2013; Sathishkumar et al. 2013).

Таблица 5. Анализ термической деструкции розельного волокна

T 1 = Первая температура разложения; T 2 : вторая температура разложения

На рис. 10 показаны кривые потери веса и дифференциальной потери веса волокон розел при повышении температуры.

Рис. 10. Термогравиметрический анализ (ТГА) розелевого волокна через (а) 3 месяца, (б) 6 месяцев, (в) 9 месяцев

Обычно было 4 стадии основного термического разложения розельного волокна. Первое разложение — это испарение влаги, за которым следует разложение гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина, в результате чего в качестве конечного остатка остается зола (Ishak et al. 2011). Первая деградация натуральных волокон происходит при температуре от 30 o ° C до 110 o ° C (Rosa et al. 2009). Это происходит из-за испарения влаги, содержащейся в волокне. В случае розельного волокна испарение влаги в основном находилось в диапазоне от 30 o ° C до 110 o ° C. По мере увеличения температуры волокна при нагревании волокна становились легче из-за испарения связанной воды и летучих экстрактивных веществ. . Хотя менее летучие экстрактивные вещества все еще присутствуют, они имеют тенденцию перемещаться к внешней части поверхности стержня волокна. Это движение летучих экстрактивных веществ происходит из-за движения воды от внутренней к внешней части поверхности стержня волокна, когда вода, доступная на внешней части, испаряется.В конце концов, летучие экстрактивные вещества объединяются и мигрируют на поверхность волокна (внешняя часть стержня волокна). Из полученных результатов видно, что 9-месячное волокно розеллы показало самый низкий процент потери массы, который составил 4,1%, тогда как образцы через 3 и 6 месяцев показали 10,28% и 8,25%, соответственно. Результаты потери массы отражают содержание влаги в розелевом волокне.

Видно, что лигноцеллюлозный компонент разлагается в диапазоне от 200 до 520 o C.Вторая фаза термической деградации розельного волокна происходит из-за термохимического изменения содержания гемицеллюлозы в волокне, вызванного разрушением ячеек при повышении температуры. Для 3-месячного розового волокна гемицеллюлозы начинают разлагаться в диапазоне от 220 до 350 o ° C. Розельное волокно 6- и 9-месячного возраста начинает разлагаться при 200-315 ° ° C и 210 до ° C. 320 o C соответственно. Гемицеллюлозы разлагаются раньше, чем другие лигноцеллюлозные компоненты, целлюлоза и лигнин.Структура целлюлозы более термостойкая по сравнению с гемицеллюлозами. Это связано с тем, что структура гемицеллюлозы содержит гетерогенные полисахариды, такие как галактоза, глюкоза, манноза и ксилоза. Такие полисахариды обычно очень аморфны по природе, что позволяет им легко мигрировать из основного стебля. В конечном итоге гемицеллюлозные сахариды становятся летучими при относительно более низких температурах (Yang et al. 2007).

Вторая фаза деградации связана с целлюлозной структурой.Разложение целлюлозы начнется только после завершения разложения гемицеллюлозы. Основная причина этого — более высокое содержание кристаллической цепи по сравнению с аморфной. Это сделает целлюлозу более термостойкой (Ishak et al. 2011). В целом, для всех возрастов розелевого волокна целлюлоза начинает разлагаться при температуре 315 o ° C и полностью разлагается при 400 o ° C. Согласно опубликованной литературе, целлюлоза начинает разлагаться при высокой температуре 315 ° C. o C (Ян и др. 2007). После достижения требуемой температуры начинается разложение и скорость потери массы увеличивается. Процент потери веса для клетчатки розеллы в возрасте 3, 6 и 9 месяцев составляет 76,36, 62,27 и 63,69% соответственно. Образцы трехмесячного возраста показали самую высокую потерю веса в этом температурном диапазоне из-за самого высокого содержания целлюлозы. На рисунке 11 можно увидеть, что часть кристаллической целлюлозы показала свой самый высокий пик в процессе их разложения. В таблице 4 показан диапазон температур разложения целлюлозной структуры.Из результатов видно, что не было значительных изменений между этими тремя разными возрастами розелевого волокна. Можно сделать вывод, что деградация лигноцеллюлозного компонента гемицеллюлозы и целлюлозы происходит в одном температурном диапазоне. Это может быть связано с различным химическим составом розелевого волокна от 3 до 9 месяцев. Химическое содержание розелевого волокна тесно связано с его термическим поведением волокна.

Фиг.11. Кривые ДТГ розельного волокна

Лигнин — последний компонент волокна, который разлагается, поскольку его структура относительно сложна. Сложность дополнительно определяется наличием ароматических колец с различными возможными разветвлениями (Vanholm et al. 2010). Структуру лигнина трудно разложить, что хорошо видно на рис. 8, где он медленно разлагается во всем диапазоне температур. Из-за своей сложности лигнин подвергается термическому разложению в широком диапазоне и очень низкой массовой скорости по сравнению с гемицеллюлозой и целлюлозой, и из-за этого трудно увидеть пик лигнина (Ishak et al. 2011). Лигнин полностью разлагается при высокой температуре 900 o ° C (Ян и др. 2007). Лигнин является очень прочным компонентом и известен как соединение, которое придает жесткость растительным материалам. Он отвечает за обеспечение жесткости клеточной стенки, а также связывает отдельные клетки вместе в области средней ламеллы (Vanholme et al. 2010).

Остаточный полукокс по завершении анализа ТГА представляет собой оставшиеся материалы после удаления всех летучих материалов в процессе пиролиза.Сообщается, что лигнин является основным компонентом остаточного угля. Остаточный полукокс розельного волокна для образцов возрастом 3, 6 и месяцев составил 10,31, 14,21 и 12,24% соответственно. В этом исследовании было обнаружено, что остаток полукокса тесно связан с содержанием лигнина. Это можно подтвердить выводом о том, что лигнин является основным компонентом остаточного полукокса. Наибольшее содержание лигнина было в 6-месячной клетчатке розеллы. Однако процентные различия остатков полукокса не показали значительных различий между ними.

В таблице 6 показаны термические свойства розельного волокна по сравнению с другими лубяными волокнами, такими как волокна кенафа, конопли, рами и джута. В заключение следует отметить, что нет существенного влияния на термическое поведение волокон розельного волокна на возраст растений. Из сравнения с другими лубяными волокнами можно увидеть, что розельные волокна обладают хорошей термической стабильностью по сравнению с другими известными лубяными волокнами, такими как кенаф и джут. .

Таблица 6. Температуры разложения отобранного натурального волокна

ВЫВОДЫ

Волокна

Roselle сопоставимы с другими признанными лубяными волокнами по своим физическим, химическим, прочностным и термическим свойствам.Волокно розеллы трехмесячного возраста показывает самое высокое химическое содержание целлюлозы, что способствует более высокой прочности и термической стабильности волокна. Девятимесячное волокно розели имеет наивысший средний диаметр, так как диаметр и плотность волокон розели увеличиваются по мере созревания растения. Содержание влаги и водопоглощение розелевого волокна снижается с 3 до 9 месяцев, и это связано с уменьшением содержания целлюлозы и размера просвета. Результат, полученный в результате этого исследования, подтверждает возможность использования розельных волокон в качестве армирующего материала в полимерных композитах в различных областях применения.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор хотел бы поблагодарить Universiti Putra Malaysia за предоставленный исследовательский грант (ERGS 5527190) и поддержку установки для проведения экспериментов.

ССЫЛКИ

Акил, Х. М., Омар, М. Ф., Мазуки, А. а. М., Сэфи С., Исхак З. а. М., Абу Бакар А. (2011). «Композиты Kenaf, армированные волокном: обзор», Materials & Design 32 (8-9), 4107-4121. DOI: 10.1016 / j.matdes.2011.04.008

Аль-Окла, Ф. М., и Сапуан, С. М. (2014). «Полимерные композиты, армированные натуральными волокнами, в промышленном применении: возможность использования волокон финиковой пальмы для экологичной автомобильной промышленности», Journal of Cleaner Production 66, 347-354. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2013.10.050

Athijayamani, A., Thiruchitrambalam, M., Natarajan, U., and Pazhanivel, B. (2009). «Влияние влагопоглощения на механические свойства произвольно ориентированного гибридного композита из натуральных волокон и полиэфира», Материаловедение и инженерия: A 517 (1-2), 344-353.DOI: 10.1016 / j.msea.2009.04.027

Эйр, Б. Г., Стивенс, К., Чепмен, К. Д., Уэббер, К. Л., Дагнон, К. Л., и Д’Суза, Н. Д. (2009). «Вязкоупругие свойства лубяного волокна кенафа в зависимости от возраста стебля», Textile Research Journal 79 (11), 973-980. DOI: 10.1177 / 0040517508100185

Азиз, С. Х., и Анселл, М. П. (2004). «Влияние подщелачивания и выравнивания волокон на механические и термические свойства композитов из волокон кенафа и конопли: Часть 1 — Матрица из полиэфирной смолы», Composites Science and Technology 64 (9), 1219-1230.DOI: 10.1016 / j.compscitech.2003.10.001

Бейли К., Ле Дуигу А., Бурмо А. и Дэвис П. (2012). «Влияние высыхания на механическое поведение льняных волокон и их однонаправленных композитов», Композиты, часть A: Прикладная наука и производство 43 (8), 1226-1233. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2012.03.005

Бегум, К., Ислам, М. А. (2013). «Натуральное волокно как замена синтетическому волокну в полимерных композитах: обзор», Research Journal of Engineering Sciences 2 (3), 46-53.

Чандрамохан, Д., и Маримуту, К. (2011). «Обзор натуральных волокон», Международный журнал исследований и обзоров прикладных наук 8 (2), 194-206.

Чаухан А. и Кейт Б. (2011). «Разработка и оценка нового привитого сополимера розеллы», Malaysia Polymer Journal 6 (2), 176–188.

Чаухан А. и Кейт Б. (2012a). «Аккредитация новых биокомпозитов с привитым розелем, армированных волокном», Journal of Engineered Fibers and Fabrics 7 (2), 66–75.

Чаухан А. и Кейт Б. (2012b.) «Универсальные привитые сополимеры розел: исследования XRD и их механическая оценка после использования в качестве армирующих материалов в композитах», журнал Чилийского химического общества 3,1262-1266 .

Чолачагудда, В. В., А. и Рамалингайя (2013). «Механические характеристики армированного кокосового волокна и рисовой шелухи», Международный журнал инновационных исследований в науке, технике и технологиях 2 (8), 3779-3786.

Клемонс, К.М. (2010). Функциональные наполнители для пластмасс ; Во-вторых, и EnlargedEdition, M. Xanthos (ed.), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Диттенбер, Д. Б., Ганга Рао, Х. В. С. (2012). «Критический обзор последних публикаций по использованию природных композитов в инфраструктуре», Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 43 (8), 1419-1429.DOI: 10.1016 / j.compositesa.2011.11.019

Фаваро, С. Л. (2010). «Химический, морфологический и механический анализ композитов из вторичного полиэтилена высокой плотности, армированных сизалевыми волокнами», eXPRESS Polymer Letters 4 (8), 465-473.DOI: 10.3144 / expresspolymlett.2010.59

Гурумурти Б. Р. и Радхалакшми Ю. К. (2011). «Исследование волокна рами с использованием метода DSC-TGA», www.fibre2fashoin.com , стр. 1–9.

Исхак М. Р., Сапуан С. М., Леман З., Рахман М. З. а. И Анвар У. М. К. (2011). «Характеристика волокон сахарной пальмы ( Arenga pinnata )», J. Therm. Анальный. Калорим . 109, 981-989. DOI: 10.1007 / s10973-011-1785-1

Исхак, М. Р., Сапуан, С. М., Леман, З., Рахман, М.З., Анвар У. М. К., Сирегар Дж. П. (2013). «Сахарная пальма ( Arenga pinnata ): ее волокна, полимеры и композиты», Carbohydr. Полим . 91, 699-710.DOI: 10.1016 / j.carbpol.2012.07.073

Джаваид, М., и Абдул Халил, Х.П. С. (2011). «Гибридные композиты на основе целлюлозного / синтетического волокна: обзор», Carbohydrate Polymers 86 (1), 1-18.DOI: 10.1016 / j.carbpol.2011.04.043

Джонуби, М., Харун, Дж., Шакери, А., Мисра, М., и Оксман, К.(2009). «Химический состав, кристалличность и термическое разложение беленой и небеленой целлюлозы и нановолокон из луба кенафа ( Hibiscus cannabinus )», BioResources 4 (2), 626-639. DOI: 10.15376 / biores.4.2.626-639

Калиа С., Кейт Б.С. и Каур И. (2011). Целлюлозные волокна: био- и нанополимерные композиты , Спрингер, Нью-Йорк.

Халил, Х. П. С., Джавайд, М., Хассан, А., Паридах, М. Т., и Зайдон, А. (2012). «Волокна биомассы масличной пальмы и последние достижения в области гибридных биокомпозитов на основе волокон биомассы масличной пальмы», в: Композиты и их применение , In Tech open, Хорватия.

Ку, Х., Ван, Х., Паттарачайякуп, Н. и Трада, М. (2011). «Обзор свойств растяжения полимерных композитов, армированных натуральным волокном», Composites Part B: Engineering 42 (4), 856-873.

Кюмяляйнен, Х.-Р., Сьёберг, А.-М. (2008). «Волокна льна и пеньки как сырье для теплоизоляции», Строительство и окружающая среда 43 (7), 1261-1269.

Ли, X., Табил, Л. Г., и Паниграхи, С. (2007). «Химическая обработка натурального волокна для использования в композитах, армированных натуральным волокном: обзор», Журнал полимеров и окружающей среды 15 (1), 25-33.

Лю К., Янг З. и Такаги Х. (2014). «Анизотропная теплопроводность однонаправленных композитов из натуральных волокон абаки в зависимости от структуры просвета и клеточной стенки», Composite Structures 108, 987-991.

Манагули, В. А. (2009). «Окрашивание волокна места ( Hibiscus sabdariffa ) натуральным красителем», магистерская диссертация, Университет сельскохозяйственных наук Дхарвада, Дхарвад

Мередит, Дж., Эбсворт, Р., Коулз, С.Р., Вуд, Б. М., и Кирван, К.(2012). «Композитные энергопоглощающие структуры из натурального волокна», Composites Science and Technology 72 (2), 211-217.

Моханти, А. К., Мисра, М., и Дрзал, Л. Т. (ред.) (2005). Натуральные волокна, биополимеры и биокомпозиты , CRC Press. DOI: 10.1201 / 9780203508206.

Мортон, Дж. Ф. (1987). «Roselle», в: Плоды теплого климата , доступно по адресу: http: //www.hort. purdue.edu/newcrop/morton/banana.html#Harvesting.

Мукерджи, Р. Р., и Радхакришнан, Т. (1975). «Длинные растительные волокна», Текстиль Прогресс 4 (4), 1-75.

Мунавар, С.С., Умемура, К., и Каваи, С. (2006). «Характеристика морфологических, физических и механических свойств семи пучков недревесных растительных волокон», Journal of Wood Science 53 (2), 108-113. DOI: 10.1007 / s10086-006-0836-x

Мунголе А., Чатурведи А. (2011). « Hibiscus sabdariffa L. — богатый источник вторичного метаболизма», International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research 6 (1), 83-87.

Мвасиаги, Дж. И., Ю, К. В., Фологоло, Т., Вайтхака, А., Камальха, Э., Очола, Дж. Р. (2014). «Характеристика кенийского гибискуса», Волокна и текстиль в Восточной Европе 3 (105), 31-34.

Нгуонг, К. В., Ли, С. Н. Б., Суджан, Д. (2013). «Обзор полимерных композитов, армированных натуральным волокном», в: World Academy of Science, Engineering and Technology 2013, 1123-1130.

Нирмал, У., Сингх, Н., Хашим, Дж., Лау, С. Т. У., и Джамиль, Н.(2011). «О влиянии различной полимерной матрицы и обработки волокон на испытание на вытягивание одного волокна с использованием волокон бетельного ореха», Materials and Design 32 (5), 2717-2726. DOI: 10.1016 / j.matdes.2011.01.019.

Раму П., Сакхивел Г. В. Р. (2013). «Приготовление и определение характеристик композитов, армированных полимером розелевого волокна», International Science and Research Journals 1 (1), 28-31.

Редди, Н., Янг, Ю. (2005). «Биоволокна из побочных продуктов сельского хозяйства для промышленного применения», Тенденции в биотехнологии 23 (1), 22-27.DOI: 10.1016 / j.tibtech.2004.11.002

Рим, С. М., Ансари, М., и Салех, М. (2012). «Исследование механических, термических и морфологических свойств композита натуральное волокно / эпоксидная смола», Journal of Purity, Utility Reaction and Environment 1 (5), 267-296.

Роза И. М., Кенни Дж. М., Апулия Д., Сантулли Д. и Сарасини Ф. (2009). «Морфологические, термические и механические характеристики волокон окра ( Abelmoschus esculentus ) как потенциального армирования в полимерных композитах», Composites Science and Technology 70 (1), 116-122.

Роуэлл, Р. М., Хан, Дж. С. и Роуэлл, Дж. С. (2000). «Характеристики и факторы, влияющие на свойства волокна», в: Follini, E., Leao, A.L., and Mattoso, L.H.C. (ред.), Композиты из природных полимеров и агроволокон , Embrapa Instrumentacao Agropecuaria, Сан-Карлос, Бразилия, 115-134.

Сахеб Д. Н. и Джог Дж. П. (1999). «Полимерные композиты из натуральных волокон: обзор», Advances in Polymer Technology 18 (4), 351-363.

Сатишкумар, Т., Наваниэтхакришнан, П., Шанкар, С., Раджасекар, Р., и Раджини, Н. (2013) ». Характеристика натурального волокна и композитов — обзор », Журнал армированных пластмасс и композитов 32 (19), 1457-1476. DOI: 10.1177 / 0731684413495322

Шахзад А. (2013). «Исследование физико-механических свойств волокон конопли», Advances in Materials Science Engineering 2013, 1-9. DOI: 10.1155 / 2013/325085

Силва, Ф. Д. А., Чавла, Н., и Филхо, Р. Д. Д. Т. (2008). «Поведение при растяжении высокоэффективных натуральных (сизалевых) волокон», Composites Science and Technology 68 (15-16), 3438-3443.DOI: 10.1016 / j.compscitech.2008.10.001

Thiruchitrambalam, M., Athijayamani, A., and Sathiyamurthy, S. (2010). «Обзор полимерных композитов, армированных натуральными волокнами, для разработки полиэфирных композитов, армированных розельными волокнами», Journal of Natural Fibers 7, 307-323.DOI: 10.1080 / 15440478.2010.529299

Тори Хадсон, Н. Д. (2011). «Обзор исследования использования Hibiscus sabdariffa » в: Лучшая медицина — Национальная сеть сообществ холистических практикующих, доступно на www.todaysdietitian.com/whitepapers/Hibiscus_Sabdariffa.pdf

Ван де Велде, К., и Бетенс, Э. (2001). «Термические и механические свойства льняных волокон как потенциального композитного армирования», Макромолекулярные материалы и инженерия 286 (6), 342-349.

Ванхольм, Р., Демедтс, Б., Моррил, К., Ральф, Дж., И Бурджан, В. (2010). «Биосинтез и структура лигнина», Физиология растений 153 (3), 895-905. DOI: 10.1104 / стр.110.155119

Вилай, В., Мариатти, М., Мат Тайб Р. и Тодо М. (2008). «Влияние обработки поверхности волокна и нагрузки волокна на свойства ненасыщенных полиэфирных композитов, армированных волокнами жома», Composites Science and Technology 68 (3-4), 631-638. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2007.10.005

Ван В., Цай З. и Ю Дж. (2008). «Исследование процесса химической модификации джутового волокна», Journal of Engineered Fibers and Fabrics 3 (2), 1-11.

Уилсон, В. (2009). «Откройте для себя множество применений розелевого растения», NParks .Доступно по адресу: http://mygreenspace.nparks.gov.sg/discover-the-many-uses-of-the-roselle-plant/.

Ся, З. П., Ю, Дж. Й., Ченг, Л. Д., Лю, Л. Ф., и Ван, В. М. (2009). «Исследование прочности на разрыв джутовых волокон с использованием модифицированного распределения Вейбулла», Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 40 (1), 54-59. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2008.10.001

Се, Ю., Хилл, К.А.С., Сяо, З., Милиц, Х., и Май, К. (2010). «Композиты: Часть A. Силановые связующие агенты, используемые для композитов из натурального волокна / полимера: обзор», Composites Part A 41 (7), 806-819.DOI: 10.1016 / j.compositesa.2010.03.005

Ян, Х., Ян, Р., Чен, Х., Ли, Д. Х. и Чжэн, К. (2007). «Характеристики пиролиза гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина», Топливо 86 (12-13), 1781-1788. DOI: 10.1016 / j.fuel.2006.12.013

Юсрия, Л., Сапуан, С. М., Зайнудин, Э. С., и Мариатти, М. (2014). «Характеристика физических, механических, термических и морфологических свойств волокон лузги орехов бетеля из агроотходов ( Areca catechu )», журнал Journal of Cleaner Production 72,174-180.DOI: 10.1016 / j.jclepro.2014.02.025

Статья подана: 4 ноября 2014 г .; Рецензирование завершено: 15 декабря 2014 г .; Доработанная версия получена: 13 января 2015 г .; Принята в печать: 14 января 2015 г .; Опубликовано: 30 января 2015 г.

% PDF-1.4
%
4 0 obj> поток
q
/ GS1 GS
BT
/ F1 1 Тс
7,9701 0 0 7,9701 50,58 736,248 тм
0 0 0 1 к
-0,0134 Тс
0 Tw
[(Hi) -13 (n) -8,4 (d) -17,3 (a) 4,4 (w) -17,2 (i) -240 (P) -13,9 (u) -8,6 (b) -6,8 (l) -13,3) (i) -9,6 (s) -8,9 (h) -13,5 (i) -13 (n) -5 (g) -242,1 (C) -28,2 (или) -24.1 (p) -22,4 (o) -1,4 (r) -13,9 (a) 5,5 (t) -17,8 (i) -13 (on)] TJ
0 -1,1879 TD
-0,0007 Тс
[(A) 25,2 (d) 5,6 (va) 8,1 (nces) -227,7 (дюйм) -228,3 (M) 16,3 (a) 18,2 (t) 5,1 (e) -0,3 (r) -6,9 (i) -3,7) (a) -5,5 (l) 2,7 (s) -227,7 (S) -14,5 (cience) -229,5 (a) 8,1 (n) 4,3 (d) -228,1 (E) -0,7 (n) 7,7 (g) — 4,7 (iner) -6,9 (i) -0,3 (n) 7,7 (g)] TJ
0 -1,1868 TD
-0,0016 тс
[(V) 95 (o) 4,8 (l) 10,9 (u) -1,3 (me) -229,3 () — 6,4 () 2,4 (,) — 229,8 (A) 1,7 (r) -12,3 (t) -6 ( icle) -228,2 (ID) -228,7 () — 9,5 () — 14,7 () 5,3 () — 13,7 () — 13,9 () — 1,2 (,)] TJ
0 г
13.2073 0 TD
-0,0162 Тс
() Tj
0 0 0 1 к
1.0457 0 TD
0,0045 Тс
[(па) 8.7 (g) 12,9 (e) 4,9 (s)] ТДж
0 г
-14,253 -1,1879 ТД
-0,0085 Тс
[(h) 10,6 (ttp) -8,5 (:) — 8,6 (/) — 8,4 (/) 31,2 (d) -9 (x) -8,5 (.) — 8,6 (d) -9 (o) 3,5 (i) .) — 8,6 (орг) -8 (/) — 8,4 () — 3,6 () — 9 (.) — 8,6 () — 8,1 () — 8,1 () — 2,8 () — 8,4 (/) — 8,4 () -13,3 () — 4,4 () — 8,1 () — 8,2 (/) — 8,4 () — 16,3 () — 21,7 () — 20,6 () — 20,8 ()] ТДж
/ F2 1 Тс
17,9328 0 0 17,9328 50,58 641,784 тм
0 0 0 1 к
-0,0028 Тс
[(Re) -6,8 (v) -16 (i) 1,2 (e) -6,8 (w) -231,2 (A) 27,3 (r) -21,7 (t) 6,1 (i) 1,2 (c) 9,3 (l) 1,3) (e)] TJ
/ F3 1 Тс
0 -1,3335 TD
0 Tc
[(Дерево) -250 (против) -249,9 (П) 0,2 (лант) -250,2 (Волокна:) — 249,9 (Сходства) -249.4 (и)] TJ
0 -1,1112 ТД
0,0001 Тс
[(Различия) -248,8 (дюйм) -249,5 (композитный) -250 (приложения)] TJ
11,9551 0 0 11,9551 86,697 549,759 тм
-0,0001 Тс
[(Bo) -208,4 (Madsen)] TJ
7,9701 0 0 7,9701 143,028 555,015 тм
0 Tc
(1) Tj
11,9551 0 0 11,9551 150,003 549,759 тм
[(и) -208,3 (E) -0,4 (.) — 207,4 (K) 0,4 (ристофер) -208,8 (G) -0,4 (amstedt)] TJ
7,9701 0 0 7,9701 281,619 555,015 тм
(2) Tj
/ F2 1 Тс
5,9776 0 0 5,9776 86,688 536,097 тм
() Tj
8,9664 0 0 8,9664 90,927 532,146 тм
0,2287 Тс
[(D) 222 (e) 232,2 (p) 232,9 (a) 244,9 (r) 209.3 (t) 237,6 (m) 235,8 (e) 228,2 (n) 250,8 (t) -0,3 (o) 240 (f) -0,2 (W) 279,4 (i) 241,7 (n) 235,7 (d) -1 (E ) 244,7 (n) 235,7 (e) 228,2 (r) 235,4 (g) 208,1 (y) 291,3 (, S) 222,9 (e) 234,2 (c) 224,3 (t) 237,6 (i) 232,7 (o) 239 (n) -0,1 (o) 240 (f) -0,2 (C) 225,3 (o) 239 (м) 244,8 (p) 232,9 (o) 235 (s) 238,5 (i) 242,7 (t) 238,6 (e) 236,2 (s) -0.4 (a) 244.9 (n) 235.7 (dM) 258.6 (a) 251 (t) 238.6 (e) 228.2 (r) 219.3 (i) 232.7 (a) 239.9 (l) 224.8 (s) -0.4 (M) 258,6 (e) 234,2 (c) 240,3 (h) 235,8 (a) 244,9 (n) 245,8 (i) 232,7 (c) 228,3 (s) 228,4 (,) 1 (R) 242,5 (i) 224,7 (s) 228,4 ( ) 0,1 (В) 225,3 (а) 244,9 (м) 244,8 (п) 238,9 (и) 224.7 (s) 228,4 (, T) 325,8 (e) 234,2 (c) 240,3 (h) 245,9 (n) 245,8 (i) 232,7 (c) 235,3 (a) 239,9 (l) 0,9 (U) 267,2 (n) 245,8 (i) 243,7 (v) 233,1 (e) 228,2 (r) 232,4 (s) 238,5 (i) 242,7 (t) 228,6 (y) 0,2 (o) 240 (f) -1,2 (D) 222 (e) 228,2 ( n) 245,8 (м) 235,8 (a) 244,9 (r) 236,4 (k) 229 (,)] TJ
0 -1,1664 TD
0,0084 Тс
[() -221,3 (R) 11,2 (o) 14,7 (s) 21,2 (k) 25,7 (i) 13,4 (l) 12,5 (d) 12,5 (e) 7,9 (,) — 220,3 (D) 1,7 (e) 7,9 (n) 25,5 (m) 15,5 (a) 24,6 (r) 16,1 (k)] TJ
5,9776 0 0 5,9776 86,688 514,425 тм
0 Tc
() Tj
8,9664 0 0 8,9664 90,927 510,483 тм
-0,0009 Тс
[(D) -7,6 (e) 2,6 (pa) 15,3 (r) -20,3 (t) 8 (m) 6.2 (e) -1,4 (n) 21,2 (t) -229,9 (o) 10,4 (f) -229,8 (E) 15,1 (n) 12,2 (g) -6,5 (i) 12,1 (n) 6,1 (e) 4,6 ( er) -10,3 (i) 12,1 (n) 12,2 (g) -229,3 (S) -6,7 (cien) 6,1 (c) 5,7 (e) 6,6 (s,)] TJ
14,5554 0,1526 TD
0 Tc
() Tj
-0,1325 -0,1526 ТД
0,0016 Тс
[(An) 14,7 (gs) 11,4 (t) 10,5 (r)] TJ
2,6369 0,0171 TD
0 Tc
() Tj
-0,0391 -0,0171 ТД
-0,0005 Тс
[(ом) -229,3 (La) 21,8 (bo) 9,8 (r) 18,2 (a) 21,8 (t) 9,4 (o) 9,8 (r) -20,9 (y) 62,1 (,) — 230,2 (U) 36 (p) ) 8,7 (p) 5,7 (sa) 10,7 (la) -231,2 (U) 38 (n) 16,6 (i) 14,5 (v) 3,9 (ers) 9,3 (i) 13,5 (ty) 62,1 (,) — 229,2 () 9,8 () — 230,6 (U) 36 (p) 8,7 (p) 5,7 (s) -3,8 (a) 10.7 (l) 3,6 (a,) — 230,2 (S) 26,9 (w) 4 (e) 5 (d) 3,6 (en)] TJ
/ F1 1 Тс
-17,4923 -2,1269 ТД
-0,0013 Тс
[(C) -16.8 (o) 10.8 (r) -7.7 (r) 11.4 (esp) -10.3 (o) 10.8 (ndence) -227.7 (sho) 9.8 (u) -6.3 (ld) -228.1 (b)] -10,2 (e) -228,7 (адрес) 11,4 (ess) -9,7 (e) -5,9 (d) -228,1 (t) 4,6 (o) -228 (B) -21,6 (o) -228 (M) 15,5 ( ad) -9,7 (e) -0,9 (n;) — 229 (b) -10,2 (o) 10,8 (ma @ d) 10,8 (t) 8,6 (u) 4,7 (.d) -6,3 (k)] ТДж
0 -2,2233 ТД
0,0008 Тс
[(Recei) 7,8 (v) 9,1 (e) -3,8 (d) -228 () 5,6 () — 225,9 (J) 28,7 (a) 10,2 (n) 19,8 (ua) 10,2 (r) -28,7 (y) -225,8 () — 3,9 () 5 (;) — 226,9 (A) 27,3 (ccep) 11,9 (t) 6,7 (e) -3,8 (d) -228 () 15.2 () — 227,3 (M) 17,5 (a) 10,2 (r) 13,5 (c) 7,3 (h) -226 () — 3,9 () 5 ()] TJ
0 -2,1561 TD
-0,0005 Тс
[(A) 26 (c) -3,1 (адемический) -228,9 (E) -5,6 (d) -0,5 (i) 11,5 (t) 5,4 (o) 11,6 (r) -25 (:) — 227,2 (D) -6,3 (ac) 6 (га) 8,9 (мир) -228,7 (H) 24,7 (o) 10,6 (tza)] TJ
0 -2,1571 TD
-0,0012 Тс
[(C) -16,7 (o) 9,9 (p) 14,9 (y) -3,9 (r) -7,6 (i) -1,2 (г) -8 (h) 17,9 (t) -251,3 ()) — 250,7 () — 5,9 () 3 () — 251,8 (B) 15,7 (.) — 227,9 (M) 15,5 (a) -0,8 (ds) -9,6 (en) -228,1 (a) 8,2 (n) 2,8 (d) -228 ( E) -1,3 (.) — 228,9 (K) -0,7 (.) — 227,9 (G) -0,9 (a) 8,2 (м) 6,8 (ст) 4,7 (ед) 10,9 (т.) — 550,1 (is) — 549,6 (i) 1,8 (s) -549,6 (a) 8,2 (n) -549.3 (o) 9.9 (p) -10.2 (e) -0.8 (n) -550.3 (доступ) -550.6 (a) 8.2 (r) -11.6 (t) -6.4 (ic) 5.3 (le) -549.8 (dist ) -6.4 (r) -7.6 (i) 2.8 (b) 10 (u) 10.9 (t) 4.7 (e) -5.8 (d) -548.2 (u) -1.2 (nder) -549.6 (t) -7.3 ( h) 2,8 (e) -549,8 (C) -1,7 (r) 11,5 (e) -6,8 (a) 18,2 (t) -6,3 (i) 5,8 (v) 7,1 (e) -548,8 (C) -16,7 ( о) 11 (м) -1,2 (мес) 10,9 (п) 6,8 (с)] ТДж
0 -1,1664 TD
-0,001 Тс
[(A) 40,6 (t) 8,9 (t) -6,2 (r) -7,4 (ib) 10,2 (u) 11,1 (t) -6,2 (io) 11,1 (n) -227,9 (L) -7 (icen) 7) (s) -9,4 (e) -0,6 (,) — 227,7 (w) -7,6 (hic) 5,5 (h) -228,8 (p) -10 (er) -7,4 (mi) 11 (ts) -227,2 (unr) ) 11,7 (оценка) -6,2 (r) -7,4 (ic) -7,6 (t) 4,9 (e) -5.6 (г) -227,8 (u) 2 (s) -9,4 (e) 5,4 (,) — 227,7 (d) -1 (ist) -6,2 (r) -7,4 (ib) 10,2 (u) 11,1 (t) -6,2 (io)] TJ
25,262 0 TD
-0,0001 Тс
[(n,) — 226,8 (a) 9,3 (n) 3,9 (d) -226,9 (r) 12,6 (ep) 12 (r) 12,6 (o) -9 (d) 12 (u) -0,1 (c) — 6,7 (t) -5,3 (io) 12 (n) -227 (i) -0,1 (n) -227 (a) 9,3 (n) 23 (y) -226,7 (medi) 12 (um,) — 225,8 (p ) 12 (r) 12,6 (o) 16,1 (разделено) -227,9 (t) -6,3 (he) -226,5 (o) 12 (r) -6,5 (исходное значение) -226,9 (w) 8,4 (o) 12 (rk) -226,8 (is)] ТДж
-25,262 -1,1664 ТД
-0,0005 Тс
[(p) 11,6 (r) 12,2 (o) 10,6 (p) -9,5 (erl) 6,6 (y) -227,1 (ci) 11,5 (t) 5,4 (e) -5,1 (d.)] TJ
0 -2,3006 TD
0 Tc
[(e) -211,4 (w) 8.5 (o) 12,1 (rk) -212,6 (o) 12,1 (n) -211,8 (ячейка) 12,1 (ulos) -8,4 (e) -212,4 (\ 012) 4 (b) -8,9 (e) 0,4 (r) -212,2 (c) 0,4 (o) 12,1 (м) 19 (p) -9 (o) 0,1 (si) 12 (t) 5,9 (e) 0,4 (s) -213,2 (i) 3 (s) -211,2 ( т) -3,1 (yp) 12,1 (icall) 7,1 (y) -213,5 (st) -5,2 (r) -6,4 (i) 0 (c) -6,6 (t) -6,2 (l) 7,1 (y) -211,5 (di) 7 (видео)] TJ
25.5009 0 TD
-0,0006 Тс
[(d) -212,4 (i) -0,6 (n) 18,4 (t) 5,3 (o) -213,3 (t) -3,7 (w) 7,9 (o) -212,3 (s) -9 (e) -0,2 (pa) ) 8,8 (ra) 18,8 (t) 5,3 (e) -5,2 (d) -213,4 (r) 12,1 (es) -9 (e) -6,2 (a) 8,8 (r) 12,1 (c) 5,9 (h) — 213,4 (\ 012) -0,6 (поля) -212,8 (деп) -9,6 (е) -0,2 (инд) 7,4 (г) -213,1 (о) 11.5 (n) -212,4 (t) -6,8 (he) -212 (\ 012b) -9,5 (er) -213,8 ​​(o) 11,6 (r) -7 (игин,)] TJ
-25,5009 -1,1664 ТД
-0,0009 Тс
[(t) -7,1 (h) 2,1 (a) 18,5 (t) -306,2 (is,) — 305,9 (f) -11 (r) 11,8 (o) 11,2 (m) -305,1 (w) 7,6 (o) ») -9,8 (о) -9,8 (г) -307 (а) 8,5 (н) 3,1 (г) -306 (е) -11 (г) 11,8 (о) 11,2 (м) -306,1 (а) 8,5 (н) 18,1 (ua) -5,6 (l) -307 (p) 6,2 (la) 8,5 (n) 18,1 (t) -1 (s,) — 305,9 (r) 11,8 (e) -0,5 (p) 11,2 (r) 11,8 (es) -9,3 (en) 18,1 (t) -6,1 (i) -0,9 (n) 7,1 (g) -306,8 (t) -7,1 (h) 3,1 (e) -305,6 (t) -4 (w) ) 7,6 (o) -305,9 (di) 8 (er) 11,8 (en) 18,1 (t) -307,2 (i) -0,9 (nd) 11,2 (ust) -6,1 (r) -7,3 (s) -305,4 (o ) 11.2 (f) -306,1 (f) 8 (o) 11,2 (r) 11,8 (est) -306,2 (a) 8,5 (nd) -306 (ag) -5,7 (r) -7,3 (i) -0,9 (c) -7.5 (u) -5.9 (l) 11.2 (t) 9 (ur) 11.8 (e) 5.5 (,) — 306.9 (r) 11.8 (e) -0.5 (sp) -9.9 (ec) -7.5 (t) -6,1 (i) 6,1 (v) 7,4 (e) 3,5 (l) 6,2 (y) 72,7 (.) — 307,9 () 3,1 (e)] TJ
Т *
-0,0006 Тс
[(p) 11,5 (r) 12,1 (es) -9 (en) 18,4 (t) -227,6 (p) -5,6 (a) 18,8 (p) -9,6 (er) -227,8 (e) -8,2 (v) -0,3 (а) -5,3 (ж) 11,5 (укр) 18,8 (т) 5,3 (д) -0,2 (с) -228,8 (и) -0,6 (п) -227,5 (п) -5,6 (а) 8,8 (г) ) -1 (а) -5,3 (l) -5,6 (lel) -227,4 (w) 7,9 (o) -9,5 (o) -9,5 (d) -228,4 (\ 012b) -9,5 (er) 5 (s) -226,8 (а) 8,8 (б) -227,4 (п) 6,5 (л) -3,6 (а) 8.8 (n) 18,4 (t) -227,6 (\ 012) 3,4 (b) -9,5 (e) -0,2 (r) 5 (s) -227,8 (t) 5,3 (o) -226,3 (высшее) -7,4 (h ) -5,6 (л) -0,5 (иг) -7,4 (з) 18,5 (т) -228,6 (т) -6,8 (з) 3,4 (эир) -226,8 (с) -1 (ими) -5,6 (ла) 8,8 (r) -7 (i) 11,5 (t) -5,7 (i) -0,6 (es) -226,8 (a) 8,8 (n) 3,4 (d) -227,4 (di) 8,3 (er) 12,1 (ences) -228,8 (r) 12,1 (e) -0,2 (ga) 8,8 (r) 12,1 (din) 7,4 (g) -227,2 (t) -6,8 (наследник) -227,8 (us) -9 (e) -227 (a) 2,8 (s)] TJ
0 -1,1674 ТД
[(r) 12 (e) -0,3 (inf) 8,2 (o) 11,4 (r) 12 (cemen) 18,3 (t) -178,5 (i) -0,7 (n) -178,4 (c) -0,3 (o) 11,4 (м) 18,3 (p) -9,7 (o) -0,6 (si) 11,3 (t) 5,2 (e) -0,3 (s) -177,7 (a) 8,7 (nd) -178,3 (t) 5.2 (o) -178,3 (ena) 7,7 (b) 6,4 (le) -178,9 (m) 18,3 (u) 11,4 (t) 9,2 (u) -3,7 (al) -178,3 (t) -5,9 (r) — 1,1 (a) 8,7 (n) 7,3 (sf) 8,2 (er) -177,7 (o) 11,4 (f) -177,5 (kno) 15,5 (w) -7,3 (ledg) 7,6 (e) -178,9 (a) 8,7 ( nd) -178,3 (t) 5,2 (e) -5,3 (c) 5,7 (h) -0,7 (нет) 6,4 (log) -24,5 (y) -179,1 (b) -9,6 (etw) 7,8 (e) -5,3 (ru) -179,4 (t) -6,9 (h) 3,3 (e) -177,9 (t) -3,8 (w) 7,8 (o) -178,3 (r) 12 (e) -0,3 (s) -9,1 (e) -6,3 (a) 8,7 (r) 12 (c) 5,8 (h) -178,4 (\ 012elds.) — 178,2 (e) -177,9 (p) -5,7 (a) 18,7 (p) -9,7 (e) -0,3 (r)] TJ
0 -1,1664 TD
-0,0026 Тс
[(g) -7,4 (i) 4,4 (ves) -230,8 (a) 6,8 (n) -231,5 (i) -2,6 (n) 16,4 (t) -7.8 (r) 10,1 (o) -11,5 (d) 9,5 (u) -2,6 (c) -9,2 (t) -7,8 (io) 9,5 (n) -230,5 (t) 3,3 (o) -230,3 (t) -8,8 (он) -231 (mo) 9,5 (r) -13 (p) 4,5 (голог) -26,4 (y) 71 (,) — 231,3 (химик) -7,8 (r) -32,1 (y) 71 (, ) -230,3 (а) 6,8 (н) 1,4 (г) -231,4 (и) -7,6 (л) 9,5 (т) -7,8 (раст) -7,8 (р) -13 (и) -2,6 (в) -9,2 (t) 7,3 (ur) 10,1 (e) -229 (o) 9,5 (f) -230,6 (t) -8,8 (he) -231 (\ 012b) -11,5 (ers,) — 230,3 (t) -8,8 ( h) 1,4 (e) -230 (m) 1,4 (o) -11,5 (d) -2,6 (eling) -231,2 (o) 9,5 (f) -230,6 (t) -8,8 (he) -231 (me) — 7.2 (cha) 6.8 (nic) -5.2 (a) -7.3 (l) -232.4 (p) 9.5 (r) 10.1 (o) 8.5 (p) -11.6 (er) -13 (t) -7.7 (i) -2,6 (ов) -230,8 (о) 9.5 (f)] TJ
Т *
-0,0109 Тс
[(т) -17,1 (ч) -6,9 (д) -272,5 (\ 012) -6,9 (б) -19,8 (д) -10,5 (г) -5,3 (с) -11,3 (,) — 271,7 (т) -17,1 (h) -6,9 (e) -272,5 (\ 012) -6,9 (b) -19,8 (e) -10,5 (r) -273,3 (pre) -10,5 (f) -2 (или) -17,3 (мс) ) -272,2 (a) 7,5 (v) -10,6 (ai) -15,9 (l) -13,9 (a) -2,5 (bl) -10,8 (e) -274,5 (f) -2 (или) -272,3 (m) -7.9 (a) -1.5 (n) 8.1 (u) -10.9 (f) -11 (a) -10.5 (c) -17.5 (t) -1 (u) -10.9 (r) -17.3 (i) — 10.9 (n) -2.9 (g) -272.6 (o) 1.2 (f) -273 (c) -10.5 (om) 8.1 (p) -19.9 (o) -10.8 (s) -11.3 (i) 1.2 (t ) -5 (e) -10,5 (s) -11,3 (,) — 272,7 (t) -17,1 (h) -6,9 (e) -272,5 (t) -14 (y) -10,6 (p) 1,2 (i) -10.9 (с) -13.5 (а) -15,6 (л) -273,8 (м) -6,9 (д) -15,5 (в) -4,4 (з) -7,9 (ан) -10,9 (и) -10,9 (в) -13,5 (а) — 15,6 (l) -273,8 (проп) -19,9 (e) -10,5 (r) -21,3 (t) -16 (i) -10,9 (e) -10,5 (s) -273,2 (из) -272 (t) — 17,1 (h) -6,9 (e) -272,5 (c) -10,5 (om) 8,1 (p) -19,9 (o) -10,8 (s) -11,3 (i) 1,2 (t) -5 (e) -10,5 ( s) -11,3 (,) — 272,7 (t) -17,1 (h) -6,9 (e)] TJ
0 -1,1674 ТД
[(м) -7 (о) -19,9 (г) -11 (д) -6,6 (л) -10,9 (и) -11 (нг) -242,6 (из) -243 (т) -17,2 (ч) — 7 (д) -242,4 (м) -7 (д) -15,6 (в) -4,5 (з) -8 (а) -1,6 (н) -11 (и) -11 (в) -13,6 (а) — 15,6 (l) -243,8 (проп) -20 (e) -10,6 (r) -21,4 (t) -16,2 (i) -11 (e) -10,6 (s) -242,2 (w) -13.6 (i) 1 (t) -17.2 (h) -242.9 (fo) -19.9 (c) -17.6 (u) -8 (s) -243.2 (o) 1.1 (n) -242.9 (c) -10.6 ( ом) 8 (p) -20 (o) -10,9 (s) -11,4 (i) 1,1 (t) -5,1 (e) -10,6 (s) -243,2 (h) -8 (a) 7,4 (v) — 13,7 (я) -11 (п) -3 (г) -242,6 (а) -242,5 (г) -11,4 (а) -1,6 (п) -7 (г) -11 (ом) -242,9 (\ 012) -7 (б) -19,9 (д) -10,6 (г) -242,2 (или) -17,4 (и) -11 (д) -10,6 (п) 8 (т) -17,2 (а) 8,4 (т) -16,1 (i) -11 (o) 1,1 (n) -242,9 (a) -1,6 (n) -7 (d) -242,8 (a) -242,5 (n) -7 (on) -11 (-) — 11,3 ( n) -7 (e) -10,6 (g) -17,8 (l) -10,9 (i) -11 (g) -15,8 (i) -7 (bl) -10,9 (e) -243,5 (p) -20 ( oro) -10.9 (s) -11.4 (it) -14.1 (y)] TJ
0 -1,1664 TD
-0,0005 Тс
[(co) 11.7 (n) 18,5 (t) 5,4 (en) 18,5 (t,) — 191,1 (a) 8,9 (n) 3,5 (d) -191,2 (\ 012) -0,5 (na) -5,2 (l) -5,5 (l) ) 6.6 (y) 73.1 (,) — 192.1 (t) -6.7 (h) 3.5 (e) -190.8 (m) 3.5 (o) 11.6 (i) 2.5 (st) 9.4 (ur) 12.2 (e) -190.8 (s) -8,9 (en) 7,5 (si) 11,5 (t) -5,7 (i) 6,5 (vi) 11,5 (ty) -189,9 (o) 11,6 (f) -191,3 (t) -6,7 (h) 3,5 ( e) -190,8 (c) -0,1 (o) 11,6 (м) 18,5 (p) -9,5 (o) -0,4 (si) 11,6 (t) 5,4 (e) -0,1 (s.) — 191,1 (e) — 190,8 (p) -9,5 (e) -0,1 (r) -6,9 (f) 8,4 (o) 11,6 (r) -6,9 (ma) 8,9 (nce) -191,8 (o) 11,6 (f) -191,3 (w) 8 (o) -9,4 (o) -9,4 (d) -191,2 (a) 8,9 (n) 3,5 (d) -191,2 (p) 6,6 (la) 8,9 (n) 18,5 (t) -191,3 (\ 012b) -9,4 (эр) -191.6 (co) 11,6 (m) 18,5 (p) -9,5 (osi) 11,6 (t) 5,4 (es) -191,6 (is) -190,6 (co) 11,6 (m) 18,5 (p) -5,5 (a) 8,9 ( г) 12,2 (ед) -192,2 (т) 5,4 (о)] ТДж
Т *
-0,0011 Тс
[(t) -7,3 (h) 2,9 (e) -241,6 (s) -1,5 (yn) 17,9 (t) -7,3 (h) 2,9 (et) -6,3 (ic) -241,6 (g) -7,9 (l) ) -4,1 (зад) -242,4 (а) 8,3 (nd) -242 (ок) 8,3 (рб) -10 (о) 11 (п) -243 (\ 012b) -10 (эр) 4,5 (с) -242,4 (c) -0,7 (o) 11 (n) 22 (v) 7,2 (e) -0,7 (n) 17,9 (t) -6,3 (io) 11 (na) -5,8 (l) -6,1 (l) 6 ( y) -242,7 (u) 1,9 (s) -9,5 (e) -5,7 (d) -242 (f) 7,8 (o) 11 (r) -242,4 (co) 11 (m) 17,9 (p) -10,1 ( osi) 11 (t) 4,8 (es,) — 241,8 (a) 8,3 (nd) -243 (ad) 6 (va) 8,3 (n) 17,9 (t) -7,3 (ag) 7.2 (es) -243,4 (a) 8,3 (n) 2,9 (d) -242 (d) -1,1 (is) -7,5 (ad) 6 (va) 8,3 (n) 17,9 (t) -7,3 (ag) 7,2 (es) -244,4 (o) 11 (f) -242,1 (t) -7,3 (h) 2,9 (e) -241,6 (di) 7,9 (er) 11,6 (en) 17,9 (t) -242,1 (\ 012) 2,9 (b) -10 (e) -0,7 (r) 4,5 (s)] ТДж
Т *
-0,0079 Тс
[(а) -234,3 (d) -7,9 (i) -4,9 (s) -16,3 (c) -14,5 (u) -4,9 (ss) -16,3 (e) -12,5 (d) -1,8 (.)] TJ
/ F3 1 Тс
11,9551 0 0 11,9551 50,58 248,979 тм
0 Tc
[(1.) — 250,3 (Введение)] TJ
/ F1 1 Тс
9,9626 0 0 9,9626 50,58 229,08 тм
0,2823 Тс
[(C) 267,1 (o) 293,6 (m) 300,9 (p) 273,3 (o) 281,9 (s) 282,5 (i) 293,7 (t) 288,3 (e) 282,7 (s) 0,7 (b) 277.2 (a) 285 (s) 274,4 (e) 277,3 (do) 293,6 (nc) 282,5 (e) 286,3 (l) 276,9 (l) 294,1 (u) 276,7 (l) 282,4 (o) 281,9 (s) 274,4 ( e) 0,9 (\ 012) 286,1 (b) 273,6 (e) 282,7 (r) 288,3 (sf) 272,1 (r) 294,7 (o) 293,6 (mw) 290,7 (o) 272,9 (o) 272,9 (d) 0 (a ) 291,3 (n) 285,5 (dp) 289,6 (l) 279,6 (a) 291,3 (n) 300,8 (t) 282 (s)] TJ
0 -1,1906 TD
-0,0012 Тс
[(co) 10,1 (n) 6,5 (s) 4,4 (t) -7 (i) 10,2 (t) 8,4 (u) 10,4 (t) 4,8 (e) -265,5 (a) -266,8 (r) 11,2 (ela) ) 17,7 (t) -7 (i) 5,7 (v) 6,5 (el) 6,1 (y) -265,8 (n) 2 (e) -8,9 (w) -267,5 (a) 7,8 (n) 2 (d) — 266,4 (p) 10,6 (r) 11,2 (o) 10,1 (неправильный) 6,5 (g) -264 (c) 5,3 (l) -3,9 (as) 4,4 (s) -269.3 (o) 10,1 (f) -266,2 (c) -1 (o) 10,1 (m) 17,4 (p) -10,2 (o) -1,6 (si) 10,2 (t) 4,8 (e)] TJ
Т *
-0,0028 Тс
[(ma) 16,1 (ter) -9,4 (i) -5,8 (a) -8,3 (l) 0 (s) -268,2 ([)] TJ
0 г
4,2811 0 TD
0 Tc
() Tj
0 0 0 1 к
0,3379 0 TD
() Tj
0 г
0,5203 0 TD
() Tj
0 0 0 1 к
0,4969 0 TD
-0,0011 Тс
[(].) — 268,2 (e) -8,8 (y) -266,6 (a) 7,9 (r) 11,3 (e) -268,1 (en) 21 (vir) 11,3 (o) 10,2 (nmen) 17,4 (t) — 7,8 (а) -6,6 (л) -6,5 (л) 6,2 (у) -263 (ж) -11,4 (г) -7,7 (и) -1,4 (конец) -6,1 (л) 6,2 (у) 72,2 (, ) -267,2 (a) 7,9 (n) 2,1 (d) -266,3 (t) -7,8 (he) -8,8 (y)] TJ
-5,6362 -1,1916 ТД
0,0007 Тс
[(o) 12 () 9,7 (er) -275.1 (г) 8,9 (о) -8,7 (о) -8,7 (г) -275,3 (т) 6,7 (д) -4,3 (в) 7,2 (з) 0,8 (ника) -4,8 (л) -275,7 (п) -8,3 (er) -5,9 (f) 9,4 (o) 12 (r) -5,9 (m) 3 (a) 9,7 (n) 3,9 (ce) 7,4 (.) — 273,6 (F) 19,3 (o) 12 ( r) -274,2 (s) -7,2 (e) -7 (v) 8,4 (e) 1,1 (ra) -4,8 (l) -275,7 (l) 0,8 (o) -5,1 (a) 0,7 (d-ca) 9,7 (r) -5,9 (r) -28,5 (инь) 8,4 (г)] TJ
0 -1,1906 TD
-0,0189 Тс
[(ap) -8 (p) -11,6 (l) -18,8 (i) -19,2 (c) -21,4 (at) -24,7 (i) -19,2 (o) -7,6 (n) -11,2 (s) -) — 18,7 (,) — 233,6 (w) -25,9 (h) -15,2 (e) -18,5 (r) -6,5 (e) -234,4 (g) -26,1 (l) -21,6 (a) -16,2 (s) — 13,3 (s) -236,4 (о) -7,6 (r) -234,2 (c) -21,4 (a) -9,9 (r) -19,2 (b) -27,6 (o) -7.6 (п) -235,3 (\ 012) -15,1 (б) -27,6 (д) -18,5 (г) -235,1 (в) -18,7 (о) -7,6 (м) -0,3 (р) -27,9 (о) -19,3 (s) -18,7 (i) -7,5 (t) -12,9 (e) -18,5 (s) -234,6 (a) -9,9 (r) -6,5 (e) -234,4 (c) -18,7 (o) -7,6 (n) -19,4 (-)] ТДж
0 -1,1916 TD
0,0062 Тс
[(v) 13,9 (e) 6,6 (n) 24,7 (t) 0,4 (i) 5,9 (o) 17,5 (n) 8,5 (a) 0,7 (ll) 13,5 (y) -274,7 (u) 8,7 (sed) 12,9) (,) — 278.9 (c) 6.4 (e) 10.2 (ll) 18 (ul) 6.3 (ose) -278 (\ 012) 10 (be) 6.6 (r) -278.7 (c) 6.4 (o) 17.5 (m ) 24,8 (полож.) 6,4 (i) 17,6 (t) 12,2 (e) 6,6 (s) -277,2 (c) 3,7 (a) 15,2 (n) -278,8 (be) -278,9 (a) -278,4 (w) 14,6 (o) 17,5 (r) -4 (th) 6,3 (-)] TJ
0 -1,1906 TD
-0,001 Тс
[(ш) -8 (з) -0.9 (i) -6.7 (l) -0.9 (e) -205.7 (a) -6.5 (l) 10.8 (t) 5 (er) -7.6 (na) 17.9 (t) -6.8 (i) 5.9 (v) 6,7 (e) 5,7 (.) — 203,9 () -1,4 (is) -204,9 (is) -205,8 (p) -6,4 (a) 8 (r) -11,2 (t) -6,8 (ic) -8 (u) ) -6.6 (l) -3.7 (a) 8 (r) 2.3 (l) 6.3 (y) -203.3 (t) -7.7 (h) 2.7 (e) -204.8 (c) -3.5 (as) -8.9 ( e) -206,6 (f) 7,7 (o) 10,3 (r) -204,6 (a) 17,9 (p) 9,9 (p) 6,3 (l) -0,9 (ica) 17,9 (t) -6,8 (io) 10,3 (n) 6,7 (с)] ТДж
0 -1,141 TD
-0,0001 Тс
[(w) -7,1 (h) 3,6 (er) 12,3 (e) -299,6 (t) -6,8 (he) -299,6 (g) -5,5 (r) 12,3 (e) -5,1 (e) 0,3 (n)] -298,7 (а) -0,1 (г) 7,5 (в) -0,5 (а) 8,9 (п) 18,4 (т) -6,8 (а) 5,3 (г) 8,1 (д) 0,3 (с) -300,7 (\ () -0.1 (r) 12,3 (e) 0,3 (ne) -7,8 (wa) 8 (b) 11,9 (i) -5,8 (li) 11,3 (ty) 73,2 (,) — 298,8 (b) 11,9 (io) -9,5 ( град) -5,5 (рад) 8 (б) 11,9 (i) -5,8 (li) 11,3 (ty \))] ТДж
Т *
-0,0087 Тс
[(пл) -11,4 (а) 9,3 (у) -343,8 (ан) -343,4 (и) -9 (м) 9,9 (п) -17,7 (о) 2,6 (г) -18,9 (т) -15,4 (ан ) 9,8 (т) -340,6 (г) 3,7 (ол) -8,6 (д,) — 342,6 (ан) -5,5 (г) -342,5 (т) -2,7 (оп) -8,7 (-) — 8,6 (д) -8,3 (н) -5,5 (г) -342,5 (м) -5,5 (д) -13,7 (ч) -5,9 (ан) -9,2 (и) -9 (в) -11,2 (а) -14,2 (л) -342 (проп) -17,7 (e) -8,3 (r) -18,9 (t) -14,5 (i) -9 (e) -8,3 (s)] TJ
Т *
0,2963 Тс
[(a) 305,3 (r) 308,7 (en) 299,5 (o) 306,7 (t) -0,4 (t) 289,6 (h) 300 (ep) 308.1 (r) 289,7 (i) 296 (m) 298,6 (a) 305,3 (r) 267,1 (y) 1 (m) 299,5 (o) 306,7 (t) 290,5 (i) 303,2 (v) 295,9 (a) 315,2 ( t) 290.5 (i) 296 (o) 307.6 (n) 295.8 (.Av) 295.9 (a) 299 (s) 301.9 (t) -1.3 (a) 305.3 (m) 299.5 (o) 306.7 (u) 296.1 ( n) 314,8 (t) 0,6 (o) 307,6 (f) -1,2 (s) 288,4 (c) 296,5 (i) 296 (e) 296,7 (n) 314,8 (t) 290,5 (i) 296 (\ 012) 296,5 ( c)] TJ
Т *
-0,0068 Тс
[(l) -6.7 (i) 4.6 (te) -6.4 (r) -7.1 (a) 12.1 (tu) -7 (r) 5.6 (e) -344.3 (o) 4.5 (n) -346 (c) -6,6 (д) -2,8 (л) -12,2 (л) 5 (и) -12,4 (л) -6,7 (о) -7,2 (с) -14,7 (д) -344,3 (\ 012) -3 (б) -15,5 (e) -6,4 (rs) -347,1 (fo) 4,5 (r) -345 (c) -6,6 (o) 4,5 (м) 11,8 (p) -15.8 (о) -7,2 (с) -6,6 (и) 4,6 (тэ) -344,3 (а) 12,1 (р) 4,1 (пл) -6,7 (и) -7,1 (в) -9,3 (а) 12,1 (т) -12,6 (i) -7,1 (o) 4,5 (нс) -344,4 (имеет)] TJ
Т *
0,0044 Тс
[(пчела) 4,8 (н) -189,4 (в) 4,6 (о) 15,7 (м) 23 (п) 16,2 (ил) 4,5 (ред) -186,7 (г) 16,6 (и) 4,2 (рин) 12,1 (г) -187,1 (th) 8,1 (e) -187,6 (l) 1,7 (a) 7,1 (s) 10 (t) -188,4 (d) 4,8 (ecad) 4,8 (e) -190,3 (\ () 4,4 (e) 11,1 (.) 4,7 (г.) 4,7 (,) — 189,5 (с) -3,5 (ee) -188,5 (r) 16,8 (e) -0,6 (c) 4,6 (e) 4,8 (n) 22,9 (t) -188,4 (r) 16.8 (e) -3.3 (view) 4.6 (s)] TJ
Т *
0 Tc
([) Tj
0 г
0,3451 0 TD
() Tj
0 0 0 1 к
0,4535 0 TD
() Tj
0 г
0,5203 0 TD
() Tj
0 0 0 1 к
0.4752 0 TD
-0,0031 Тс
[(] \),) — 226,8 (a) -8,6 (l) 8,7 (t) -9,8 (ho) 7,3 (ug) -10,3 (h) -223,4 (t) -9,8 (he) -225,8 (p) 7,8 (u) 0,3 (blic) -5,6 (a) 15,8 (t) -8,9 (io) 8,2 (нс) -224,2 (тенденция) -226,7 (to) -226,6 (b) -11,8 (e) -226,7 (div ) -6,2 (i) -3,4 (de) -8,1 (d) -226,7 (i) -3,4 (n) 15,4 (t) 2,9 (o) -225,7 (t) -6,2 (wo)] TJ
-1,7941 -1,141 ТД
-0,0013 Тс
[(s) -9,2 (e) -0,9 (p) -6,7 (a) 7,7 (ra) 17,6 (t) 4,7 (e) -281,8 (\ 012elds) -282 (dep) -10,3 (endin) 6,4 (g) ) -282,2 (о) 10 (n) -280,9 (t) -8 (h) 2,4 (e) -280,9 (o) 10 (r) -7,9 (i) -1,6 (g) -6,7 (i) -1,6 (п) -280 (о) 10 (е) -281,7 (т) -8 (он) -280,9 (\ 012b) -10 (эр) 4.7 (s,) — 282,8 (t) -8 (h) 1,5 (a) 17,6 (t) -280,8 (is,)] TJ
Т *
-0,01 Тс
[(f) -20.2 (r) 2.4 (om) -416 (wo) -19.4 (o) -19.4 (d) -417 (или) -417.7 (an) -10.5 (n) 8.5 (u) -12.9 ( а) -15,5 (л) -415,6 (пл) -12,7 (ан) 8,5 (т) -10,3 (с) -9,8 (.) — 418,9 () -6,8 (д) -417 (г) 2,4 (д) — 15,9 (а) -7,3 (с) -17,9 (о) 1,3 (n) -416,1 (f) -1,3 (или) -416,8 (t) -16,7 (h) -9,9 (i) -7,6 (с) -417,2 (d) -9,6 (i) -3,1 (v) -13,1 (i) -7,6 (s) -9,8 (i) -10,3 (on)] TJ
Т *
0,3201 Тс
[(i) 322,5 (s) -0,4 (p) 311,1 (e) 320,5 (r) 323,4 (h) 322,9 (a) 339 (p) 320,1 (st) 313,4 (h) 322,9 (a) 339 (tt) 313,4) (h) 323,8 (e) -0,2 (r) 319,8 (a) 338,1 (wm) 322,4 (a) 339 (t) 326.1 (e) 320,5 (r) 313,5 (i) 317,1 (a) 314,6 (l) 322,9 (s) 1,4 (p) 331,9 (r) 332,5 (o) 310,7 (d) 332,3 (u) 319,9 (c) 320,3 ( e) 320,5 (r) 326,1 (sa) 329,1 (r) 332,5 (e) -0,2 (l) 320,2 (o) 310,7 (o) 326,9 (k) 316,5 (i) 319,8 (n) 327,8 (gf) 328,8 (o) ) 331.4 (r)] ТДж
25,8998 19,4117 ТД
-0,0017 Тс
[(ne) -9,4 (w) -304,1 (m) 0,6 (a) 7,3 (r) 1,6 (k) 7,4 (e) -1,3 (ts) -302,3 (f) 7 (o) 9,6 (r) -303,7) (t) -8,4 (наследник) -302,8 (\ 012b) -10,4 (er) 4,3 (s) -305 (\ () — 1,7 (t) 4,3 (e) -6,7 (c) 4,8 (h) -1,6 ( нет) 5,1 (лог) -26,1 (у) -303,3 (р) 9,2 (и) -7,3 (л) -7,1 (л) -1,6 (\),) — 303,1 (а) 7,3 (п) 1,5 (г) -303 (т) -8,4 (га) 17,2 (т) -303,8 (т) -8.4 (он)] TJ
0 -1,141 TD
-0,0011 Тс
[(end-us) -9 (er) 4,9 (s) -327,9 (\ () — 1,1 (ma) 7,9 (rk) 8 (et) -326,7 (p) 9,8 (u) -6,7 (l) -6,5) (l) -1 (\)) — 326,3 (h) 1,7 (a) 16,9 (v) 6,6 (e) -326,8 (y) 7,1 (et) -327,6 (t) 4,9 (o) -327,6 (exp) 6,2 (lo) 10,2 (i) 10,3 (t) -326,7 (t) -7,8 (h) 2,6 (e) -326,8 (p) -10,1 (o) 9,3 (t) 4,9 (en) 17,4 (t) -6,9 ( i) -4,1 (a) -6,6 (l) -325,4 (o) 10,2 (f)] TJ
Т *
[(cel) -6,4 (l) 10,8 (u) -6,6 (l) -1 (os) -8,9 (e) -299,6 (\ 012) 2,8 (b) -9,7 (e) -0,6 (r) 5 ( s) -0,8 (,) — 301,5 (i) -1,3 (ndep) -10 (enden) 17,5 (t) -300,4 (o) 10,3 (f) -300,3 (t) -7,7 (he) -299,6 (o) 10,3 (r) -7,6 (иг) -6,4 (дюйм) -298.7 (o) 10,3 (f) -300,3 (t) -7,7 (h) 2,7 (e) -299,6 (\ 012) 2,8 (b) -9,7 (e) -0,6 (r) 5 (s) -0,8 (. ) -301,5 () 2,2 (e)] ТДж
Т *
-0,0006 Тс
[(ra) 17,4 (w) -453,9 (m) 1,7 (a) 18,3 (t) 5,4 (er) -7,2 (ia) -6,1 (ls) -452,1 (p) 11,2 (r) 11,8 (o) -10) (d) 11,6 (ucer) 5,4 (s) -453,9 (i) -0,9 (n) -453,6 (t) -7,3 (his) -452,1 (c) -3,1 (as) -8,5 (e) 6,1 (,)) -455,6 (t) -7,3 (h) 2,2 (a) 18,3 (t) -452,6 (is,) — 453,7 (f) 8,1 (o) 10,7 (r) 11,8 (es) 5 (t) -6,4 (r) -29,8 (y) -452,2 (f) 8,1 (o) 10,7 (r)] TJ
Т *
0,0074 Тс
[(w) 15,8 (ood) -273,1 (\ 012) 11,2 (b) -1,3 (e) 7,8 (r) 13,4 (s) -274,2 (a) 16,4 (n) 10,6 (d) -272,2 (a) 12,8 (ж) 2 (ри) 7.1 (cul) 19,2 (t) 17 (u) 7,2 (r) 19,8 (e) -270,4 (f) 16,1 (o) 18,7 (r) -272 (p) 14,7 (l) 4,7 (a) 16,4 (n) 25,9 (t) -273,9 (\ 012) 11,2 (be) 7,8 (r) 13,4 (s) 7,6 (,) — 274,1 (h) 10,2 (a) 25,4 (v) 15,1 (e) -273,1 (d) 7,8 ( ev) 15,1 (e) 11,4 (l) 7,5 (o) 17,8 (p) -1,6 (ed)] TJ
0 -1,1419 TD
-0,0009 Тс
[(t) -7,6 (h) 2,8 (eir) -293 (s) 4,7 (p) -9,9 (e) -5,9 (ci \ 012c) -294,3 (t) 5,1 (e) -5,9 (c) 5,6 ( h) -0,8 (нет) 5,9 (лог) -6,3 (i) -1,2 (es) -292,5 (a) -6,4 (l) -0,9 (o) 10,4 (n) 6,8 (г) -292,6 (t) — 7,6 (он) -292,3 (va) -6,4 (l) 10,9 (u) -1,1 (e) -292,3 (c) 5,6 (га) 8,1 (дюйм) -293,1 (t) 5,1 (o) -294 (p) 10,9 (г) 11,5 (о) -10,3 (г) 11.3 (uce)] TJ
0 -1,141 TD
-0,0017 Тс
[(\ 012b) -10,4 (er) 4,3 (s) -337,5 (dep) -10,7 (endin) 6 (g) -336,8 (o) 9,6 (n) -335,5 (t) -8,4 (h) 2 (e) ) -335,5 (t) -7,5 (ради) 9,7 (t) -7,5 (i) -2 (o) 9,6 (n) 0,6 (a) -7,2 (l) -332,3 (us) -7,8 (ag) 6,5 ( e) -336,4 (o) 9,6 (f) -336,3 (t) -8,4 (he) -335,5 (\ 012b) -10,4 (er) 4,3 (s.) — 338,3 (F) 16,9 (o) 9,6 (r) ] TJ
Т *
-0,0113 Тс
[(wo) -20,7 (o) -20,7 (d) -508,6 (\ 012) -7,5 (b) -20 (e) -10,9 (r) -5,3 (s) -11,1 (,) — 508,7 (pu) -16,9 (lp) -508,1 (м) -11,7 (i) -17 (l) -16,7 (l) -8,5 (s) -507 (h) -8,5 (a) 6,7 (v) -3,6 (e) — 507,7 (б) -20 (д) -16,3 (д) -10,9 (н) -509,5 (б) -0,2 (и) -11.5 (i) -17 (lt) -507,6 (t) -5,3 (o) -507,7 (pro) -20,7 (d) 0,9 (u) -11,5 (c) -11,1 (e) -507,7 (r) -11,6 (a) 6,7 (w)] TJ
Т *
-0,0009 Тс
[(ma) 18 (t) 5,1 (e) -0,5 (r) -7,5 (i) -3,9 (a) -6,4 (l) 1,9 (s) -175,9 (f) 7,8 (o) 10,4 (r) -) — 175.5 (ma) -6.4 (kin) 6.8 (g) -176.1 (p) -6.3 (a) 18 (p) -9.9 (e) -0.5 (r) -177.4 (a) 8.1 (nd) -175.7 (b) ) -9,6 (о) -6,7 (а) 8,1 (r) 11,5 (г) 5,8 (.) — 177,6 (F) 17,7 (о) 10,4 (r) -175,5 (p) 6,4 (la) 8,1 (n) 17,6 (t) -177,4 (\ 012b) -9,6 (er) 5,1 (s,) — 177,6 (t) 5,1 (ext) -6,7 (i) -6,6 (l) -0,9 (e)] TJ
Т *
-0,002 Тс
[(te) -7 (chnolog) -7.4 (i) -2.3 (es) -441.7 (a) 7 (r) 10.4 (e) -441.5 (r) 10.4 (e \ 012ne) -7 (d) -440 .6 (t) 4 (o) -442,4 (p) 9,8 (r) 10,4 (o) -11,4 (d) 10,2 (u) -2,2 (ce) -440,6 (ya) 7 (r) -8,6 (n) 5,7 (s) -441,7 (a) 7 (nd) -441,5 (fab) 10 (r) -8,6 (ic.) — 442,5 (I) 14,7 (n)] TJ
Т *
-0,0024 Тс
[(v) -5.5 (i) -2.7 (e) -10.1 (w) -218.1 (o) 8.9 (f) -217.7 (t) -9.1 (h) 1.3 (e) -217 (m) -0.1 ( a) 16,5 (t) 7,2 (ur) -9 (ing) -215,6 (r) 10 (es) -10,3 (e) -8,3 (a) 6,6 (r) 10 (c) 4,1 (h) -218,2 (\ 012) -2,2 (пол.) -217,9 (о) 8,9 (е) -217,7 (в) -2,2 (эл.) -7,8 (л) 9,4 (и) -8 (лос) -10,3 (д) -217 (\ 012b ) -11,1 (ers) -218,1 (s) 1,4 (hi \ 015) -7,6 (i) -2,7 (нг)] TJ
Т *
0 Tc
[(t) 6 (o) 15,8 (wa) 9 (r) 12,4 (d) 3,1 (s) -199,4 (a) 0 (c) 6,5 (h) 0.1 (т.е.) -7,7 (vin) 7,7 (g) -199,6 (t) -6,7 (h) 3,7 (e) -199,2 (t) 6 (ec) 6,5 (hnica) -5,5 (l) -199,6 (p) -9 (e) 0,4 (r) -6,6 (f) 8,7 (o) 11,3 (r) -6,6 (ma) 9 (nce) -196,5 (dema) 9 (n) 3,2 (ds) -199,4 (o) 11,3 (f) -199,1 (t) -6,7 (h) 3,7 (e)] ТДж
Т *
-0,001 Тс
[(end-us) -8,9 (er) 5 (s,) — 280,7 (a) 8 (n) 2,2 (d) -278,8 (t) -7,7 (he) -279,7 (ra) 17,9 (t) -7,7) (h) 2,7 (er) -278,6 (indep) -10 (enden) 17,5 (t) -279,6 (exis) 4,6 (t) 5 (ence) -280,6 (o) 10,3 (f) -279,5 (r) 11,4 ( e) -0,6 (s) -8,9 (e) -6,9 (a) 8 (r) 11,4 (c) 5,5 (h)] TJ
Т *
0,1562 Тс
[(c) 156,4 (o) 167,5 (m) 155,8 (m) 174,8 (u) 156 (n) 155,7 (i) 167,6 (t) 150,4 (i) 155.9 (e) 156.6 (так) 167.5 (fw) 164.6 (o) 146.7 (o) 146.8 (da) 165.2 (n) 159.4 (d) 0.3 (p) 163.5 (l) 153.5 (a) 165.2 (n) 174.7 ( t \ 012) 160 (b) 147,5 (e) 156,6 (r) 162,2 (s) 156,4 (, r) 168,6 (e) 156,6 (s) 161,8 (p) 147,2 (e) 151,2 (c) 149,2 (t) 150,4 (i) 163.1 (v) 163.9 (e) 160.2 (l) 163.5 (y) 229.5 (,) 0.3 (t) 149.5 (h) 156.3 (i) 158.6 (s) 0.1 (p) 150.8 (a) 175.1 (p) ) 147,2 (e) 156,6 (r)] TJ
Т *
-0,0004 Тс
[(имеет) -179 (b) -9,1 (een) -180,6 (w) -2,9 (r) -7 (i) 11 (t) 9,2 (t) 5,6 (en) -178,8 (t) 5,6 (o)] -179,7 (навес) -179,8 (с) -8,3 (о) 10,9 (мэ) -178 (ж) -7 (и) -0,6 (р) -10,6 (т) -7,1 (ее) -178,7 (л) — 0,4 (иг) -7,6 (з) 18.7 (t) -179,6 (o) 10,9 (n) -178,8 (t) -7,1 (h) 3,3 (e) -178,9 (s) -0,2 (imi) -6,1 (l) -3,1 (a) 8,6 (r) ) -7 (i) 11 (t) -6,2 (ы)] TJ
Т *
[(a) 8,7 (n) 2,9 (d) -311,5 (d) 0,1 (i) 8,7 (er) 12,1 (ences) -312,6 (o) 11 (f) -311,4 (t) -7 (hes) -8,2) (e) -312,5 (tw) 8,1 (o) -312,4 (t) -3,4 (yp) -9,3 (es) -312,6 (o) 11 (f) -311,4 (cel) -5,7 (l) 11,5 (u) -5,9 (l) -0,3 (os) -8,2 (e) -311,6 (\ 012) 3,5 (b) -9 (e) 0,1 (r) 5,7 (s) -312,6 (\ (w) 8,1 (o) — 9,7 (o) -9,7 (d)] ТДж
Т *
0,0002 Тс
[(a) 9,2 (n) 3,4 (d) -244,2 (p) 7,5 (la) 9,2 (n) 18,7 (t) -245,9 (o) 11,5 (r) -6,4 (ig) -5,2 (дюйм)), ) -242,5 (wi) 11,6 (t) -6,5 (h) -244,5 (r) 12,6 (e) 0,6 (ga) 9.2 (г) 12,6 (г) -244,2 (т) 6,2 (о) -245 (инд) 12,4 (и) 2,7 (с) 5,8 (т) -5,6 (г) -6,4 (и) -2,8 (а) — 5,3 (л) -242,8 (нас) -5,9 (а) 5,6 (г) 8,4 (д) -245,1 (т) 6,2 (о) -245 (п) 12 (г) 12,6 (о) -9,2 (г) 12,4 (u) 0 (ce)] TJ
Т *
0 Tc
[(cel) -5,4 (l) 11,8 (u) -5,6 (l) 0 (os) -7,9 (e) -457,6 (\ 012) 3,8 (b) -8,7 (e) 0,4 (r) -459,2 (c) ) 0,2 (o) 11,3 (м) 18,6 (p) -9 (o) -0,4 (si) 11,4 (t) 6 (e) 0,4 (s) -457,8 (f) 8,7 (o) 11,3 (r) -457,4 (s) 5,6 (t) -5,8 (r) -10,2 (u) -0,2 (c) -7 (t) 9,6 (ura) -5,5 (l) -457,1 (a) 18,9 (p) 10,9 (p) 7,3 (l) 0 (ica) 18,9 (t) -5,8 (io) 11,3 (n) 7,7 (s) 0,2 (.) — 457,7 () 3,2 (e)] TJ
ET
Q

конечный поток
эндобдж
5 0 obj> поток
q
1 0 0-1 0 792 см -100 Тлз
q
q 1 0 0 -1 500.O.qWF8EF * F * eK $% nh

$ 2

Влияние предварительной химической обработки на клеточную стенку растительных волокон и их влияние на появление дислокаций волокон

Клеточная стенка растительных волокон может содержать неправильные области, называемые дислокациями. В этом исследовании оценивалось влияние предварительной химической обработки как инициатора механохимических дислокаций на неотбеленную и беленую Eucalyptus sp. волокна. Соответственно, беленую и небеленую целлюлозу эвкалипта подвергали химической предварительной обработке гидроксидом натрия в концентрациях 5% в течение 2 часов, 10% в течение 1 часа и 10% в течение 2 часов или перекисью водорода.Степень дислокации оценивали с помощью микроскопии в поляризованном свете. На основании наблюдений был оценен индекс дислокаций (ID), выражающий их соотношение клеточной стенки в соответствии с двумерным (2D) изображением и их угол относительно продольного направления волокна. Предварительная химическая обработка увеличила ID для отбеленных и небеленых волокон, а также увеличила изменения в изгибе отбеленных и небеленых волокон для предварительной химической обработки. Предварительная химическая обработка извлекала гемицеллюлозу из клеточной стенки волокна, вызывая скручивание некоторых волокон, что, в свою очередь, приводило к новым дислокациям и изменениям углов дислокации, которые могут быть полезны для улучшения процесса разрушения целлюлозных волокон.

Ссылки

Андер, П., Хильден, Л., Даниэль, Г. (2008) Расщепление волокон крафт-целлюлозы из мягкой древесины HCl и целлюлазами. Биоресурсы 3: 477–490. Искать в Google Scholar

Arantes, A.C.C., Almeida, C., Dauzacker, L., Bianchi, M.L., Wood, D., Williams, T., Orts, W.J., Tonoli, G.H.D. (2017) Возобновляемый гибридный нанокатализатор из магнетита и целлюлозы для очистки текстильных стоков. Углеводы. Polym. 163: 101–107. Искать в Google Scholar

Arbatan, T., Zhang, L., Фанг, X.Y., Шен, W. (2012) Нановолокна целлюлозы как связующее для изготовления супергидрофобной бумаги. Chem. Англ. J. 210: 74–79. Искать в Google Scholar

Beltrami, L.V.R., Scienza, L.C., Zattera, A.J. (2014) Efeito do tratamento alcalino de fibras de curauá sobre as propriedades de compósitos de matriz biodegradável [Влияние щелочной обработки волокна curauá на свойства биоразлагаемых матричных композитов]. Polímeros 24: 388–394. Искать в Google Scholar

Bufalino, L., de Sena Neto, AR, Tonoli, GHD, de Souza Fonseca, A., Costa, TG, Marconcini, JM, Colodette, JL, Labory, CRG, Mendes, LM (2015) Как химическая природа древесины лиственных пород Бразилии влияет на нанофибрилляцию оптическое качество целлюлозных волокон и пленок. Целлюлоза 22: 3657–3672. Искать в Google Scholar

Dahlman, O., Jacobs, A., Sjöberg, J. (2003) Молекулярные свойства гемицеллюлоз, расположенных в поверхностных и внутренних слоях целлюлозы из твердых и мягких пород древесины. Целлюлоза 10: 325–334. Искать в Google Scholar

Dias, M.К., Мендонса, М.С., Дамасио, Р.А.П., Зиданес, У.Л., Мори, Ф.А., Ферейра, С.Р., Тоноли, G.H.D. (2019) Влияние содержания гемицеллюлозы в эвкалиптовых и сосновых волокнах на процесс измельчения для получения микро / нанофибрилл целлюлозы. Holzforschung 73: 1035–1046. Искать в Google Scholar

Динвуди, Дж. М. (1966) Напряжения роста в древесине — обзор литературы. Лесное хозяйство: межд. J. For. Res. 39: 162–170. Искать в Google Scholar

Эдер М., Терзиев Н., Даниэль Г., Бургерт И. (2008) Влияние (индуцированных) дислокаций на свойства растяжения отдельных волокон ели европейской.Holzforschung 62: 77–81. Искать в Google Scholar

Фарук, О., Бледски, А.К., Финк, Х.П., Саин, М. (2012) Биокомпозиты, армированные натуральными волокнами: 2000–2010. Прог. Polym. Sci. 37: 1552–1596. Искать в Google Scholar

Figueroa, M.J.M., De Moraes, P.D. (2009) Comportamento da madeira a temperaturas elevadas. Ambiente Construído 9: 157–174. Искать в Google Scholar

Fonseca, C.S., Silva, T.F., Silva, M.F., Oliveira, I.R.C., Mendes, R.F., Hein, P.R.G., Mendes, L.М., Тоноли, G.H.D. (2016) Micro / nanofibrilas celulósicas de eucalyptus em fibrocimentos extrudados [Микро / нанофибриллы эвкалиптовой целлюлозы в экструдированных волокнисто-цементных композитах]. Серн 22: 59–68. Искать в Google Scholar

Gharehkhani, S., Sadeghinezhad, E., Kazi, S.N., Yarmand, H., Badarudin, A., Safaei, M.R., Zubir, M.N.M. (2015) Основные эффекты измельчения целлюлозы на свойства волокна — обзор. Carbohydr Polym. 115: 785–803. Искать в Google Scholar

Kibblewhite, R.P., Brookes, D. (1997) Свойства волокон, взбивания и изготовления бумаги крафт-целлюлозы из новозеландского бука (Nothofagus).N. Z. J. For. Sci. 7: 425–44. Искать в Google Scholar

Li, F., Biagioni, P., Bollani, M., Maccagnan, A., Piergiovanni, L. (2013) Многофункциональное покрытие нанокристаллов целлюлозы для гибкой упаковки. Целлюлоза 20: 2491–504. Искать в Google Scholar

Martin-Sampedro, R., Eugenio, ME, Moreno, JA, Revilla, E., and Villar, JC (2014) Интеграция завода по производству крафт-целлюлозы в лесной биоперерабатывающий завод: предварительное извлечение гемицеллюлозы с помощью паровой взрыв против обработки паром.Биоресурсы. Technol. 153: 236–244. Искать в Google Scholar

Mirmehdi, S., Hein, P.R.G., de Luca Sarantópoulos, C.I.G., Dias, M.V., Tonoli, G.H.D. (2018a) Гибридный композит нанофибриллы целлюлозы / наноглины в качестве покрытия для бумаги: влияние времени распыления, содержания наноглины и коронного разряда на барьерные и механические свойства бумаги с покрытием. Пищевая упаковка. Срок годности 15: 87–94. Искать в Google Scholar

Mirmehdi, S., Oliveira, M.L.C., Hein, P.R.G., Dias, M.V., Sarantópoulos, C.I.G.L., Тоноли, G.H.D. (2018b) Распыление нанофибрилл целлюлозы для улучшения прочности на разрыв и барьерных свойств бумаги для письма и печати (W&P). J. Wood Chem Technol. 38: 233–245. Искать в Google Scholar

Mooney, CA, Mansfield, S.D., Touhy, M.G., Saddler, J.N. (1998) Влияние начального объема пор и содержания лигнина на ферментативный гидролиз мягкой древесины. Биоресурсы. Technol. 64: 113–119. Искать в Google Scholar

Moulin, J.C., Lima, J.T. (2018) Количественная оценка плоскостей скольжения в стволовой древесине Eucalyptus grandis.Holzforschung 73: 269–275. Искать в Google Scholar

Николаяски, М., Вотчадло, Дж., Клемент, Дж. Х., Хайнце, Т. (2012) Аминофункциональные наночастицы целлюлозы: получение, характеристика и взаимодействие с живыми клетками. Макромол. Biosci. 12: 920–925. Искать в Google Scholar

Nyholm, K., Ander, P., Bardage, S., Daniel, G. (2001) Дислокации в волокнах пульпы — их происхождение, характеристики и значение — обзор. Nord. Pulp Pap. Res. J. 16: 376–384. Искать в Google Scholar

Okahisa, Y., Йошида, А., Миягути, С., Яно, Х. (2009) Оптически прозрачный древесно-целлюлозный нанокомпозит в качестве базовой подложки для гибких органических светодиодных дисплеев. Compos. Sci. Technol. 69: 1958–1961. Искать в Google Scholar

Page, D.H., Seth, R.S., Jordan, B.D., Barbe, M.C. (1985) Скручивание, изгибы, перегибы и микропрессования в волокнах пульпы: их происхождение, измерение и значение. Бумажное сырье. 183–227. Искать в Google Scholar

Robinson, W. (1920) Микроскопические особенности механических напряжений в древесине и их влияние на структуру клеточной стенки растений.Филос. Пер. R. Soc. 210: 372–381. Искать в Google Scholar

Salas, C., Nypelö, T., Rodriguez-Abreu, C., Carrillo, C., Rojas, O.J. (2014) Свойства и применение наноцеллюлозы в коллоидах и интерфейсах. Curr. Opin. Коллоидный интерфейс Sci. 19: 383–396. Искать в Google Scholar

Svensson, A., Nicklasson, E., Harrah, T., Panilaitis, B., Kaplan, DL, Brittberg, M., Gatenholm, P. (2005) Бактериальная целлюлоза как потенциальный каркас для тканей инженерия хряща. Биоматериалы 26: 419–431.Искать в Google Scholar

Стандарт Таппи (1976) UM 250. Кислоторастворимый лигнин в древесине и целлюлозе. Искать в Google Scholar

Терзиев Н., Даниэль Г., Марклунд А. (2005) Дислокации волокон норвежской ели и их влияние на свойства целлюлозы и бумаги. Holzforschung 59: 163–169. Искать в Google Scholar

Thygesen, L.G. (2008) Количественная оценка дислокаций в волокнах конопли с использованием кислотного гидролиза и распределения длин сегментов волокна. J. Mater. Sci. 43: 1311–1317. Искать в Google Scholar

Thygesen, L.Г., Тайбринг, Э.Э., Йохансен, К.С., Фелби, К. (2014) Механизмы разрушения клеточной стенки растений во время ферментативного гидролиза. PLoS One 9: e108313.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2023 © Все права защищены.