Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 119834 10.62980/2076-0655-2026-252-260 cqdpii ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА INFLUENCE OF NANOADDITIVES ON SURFACE PHENOMENA OF BIND-ER AND WOOD AND PLANT-BASED FILLER ВЛИЯНИЕ НАНОДОБАВОК НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО И ДРЕВЕСНО-РАСТИТЕЛЬНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ Смирнова Ольга Евгеньевна Smirnova Olga Evgenyevna Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) The Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering 33 3 252 260 07 04 2026 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/119834/view

Применение нанодобавок и развитие нанотехнологий в производстве композиционных материалов, позволяет рассматривать новые возможности для совершенствования производства строительных материалов на древесно-растительном сырье и определяет необходимость изучения влияния процессов наномодифицирования на изменение химического состава растительных заполнителей, и как следствие изменение эксплуатационных свойств композиционных материалов. В статье рассматриваются вопросы адгезионной прочности, когезионного взаимодействия в органоминеральном связующем. Проведены исследования поверхностного натяжения древесно-растительных заполнителей и различных связующих. Выявлено, что поверхностное натяжение у связующих значительно выше, чем поверхностное натяжение древесно-растительных заполнителей, что приводит к явлению бифуркации между адгезивом и субстратом. Введение нанодобавок существенно снижает поверхностное и межфазное натяжение жидкостей, предположено, что нанодобавки в составе органоминерального связующего играют роль стабилизаторов, которые препятствуют более быстрому впитыванию связующего в волокна древесно-растительного заполнителя, тем самым повышая когезию связующего и прочность материала в целом. Предположение подтверждается исследованием явления смачивания древесно-растительного заполнителя органоминеральным связующим с различными видами нанодобавок. Геометрическим методом «сидячей капли» определены краевые углы смачивания для разных видов заполнителя и связующего.

The use of nanoadditives and the development of nanotechnology in the production of composite materials opens up new opportunities for improving the production of building materials using wood and plant-based raw materials. This study highlights the impact of nanomodification processes on the chemical composition of plant-based fillers and, consequently, the performance properties of composite materials. This article examines the adhesive strength and cohesive interactions in organomineral binders. The surface tension of wood-based fillers and various binders is studied. It is found that the surface tension of binders is significantly higher than that of wood-based fillers, leading to bifurcation between the adhesive and substrate. The introduction of nanoadditives significantly reduces the surface and interfacial tension of liquids. It is hypothesized that nanoadditives in the organomineral binder act as stabilizers, preventing the binder from being absorbed more quickly into the fibers of the wood-plant filler, thereby increasing the binder's cohesion and the overall strength of the material. This hypothesis is supported by a study of the wetting of wood-plant filler by an organomineral binder containing various types of nanoadditives. The geometric "sessile drop" method was used to determine the contact angles for different types of filler and binder.

 наноразмерные добавки композиционный материал поверхностное натяжение адгезионная прочность угол смачивания nanoscale additives composite material surface tension adhesive strength wetting angle

Артамонова О.В. Синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных композитов: монография [Текст]/ Воронеж, Воронежский ГАСУ, 2016. – 100 с. Artamonova O.V. Sintez nanomodificiruyuschih dobavok dlya tehnologii stroitel'nyh kompozitov: monografiya [Tekst]/ Voronezh, Voronezhskiy GASU, 2016. – 100 s. Чернышов Е.М. Наномодифицирование систем твердения в структуре строительных композитов: монография [Текст] Е.М.Чернышов, О.В.Артамонова, Г.С.Славчева. – Воронеж: Научная книга, 2016.–132 с. Chernyshov E.M. Nanomodificirovanie sistem tverdeniya v strukture stroitel'nyh kompozitov: monografiya [Tekst] E.M.Chernyshov, O.V.Artamonova, G.S.Slavcheva. – Voronezh: Nauchnaya kniga, 2016.–132 s. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. [Текст] Ю.С.Липатов / – Киев: Наукова думка. – 1980. – 260 с. Lipatov Yu.S. Mezhfaznye yavleniya v polimerah. [Tekst] Yu.S.Lipatov / – Kiev: Naukova dumka. – 1980. – 260 s. Elesin M.A., Mashkin N.A., Khritankov V.F., Karmanovskaya N.V. Analysis of creep of wood-polymer composites. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. Т. 1079. № 4. С. 042022. EDN: MKHJGC. https://doi.org/ 10.1088/1757-899x/1079/4/042022 Elesin M.A., Mashkin N.A., Khritankov V.F., Karmanovskaya N.V. Analysis of creep of wood-polymer composites. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. T. 1079. № 4. S. 042022. EDN: MKHJGC. https://doi.org/ 10.1088/1757-899x/1079/4/042022 Хозин В.Г., Хританков В.Ф., Пичугин А.П. Роль стройин-дустрии в становлении циркулярной экономики промышлен-ных регионов России // Строительные материалы. 2021. № 1–2. С. 6–12. EDN: FVBKYO. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-788-1-2-6-12 Hozin V.G., Hritankov V.F., Pichugin A.P. Rol' stroyin-dustrii v stanovlenii cirkulyarnoy ekonomiki promyshlen-nyh regionov Rossii // Stroitel'nye materialy. 2021. № 1–2. S. 6–12. EDN: FVBKYO. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-788-1-2-6-12 Hill C., Altgen M., Rautkari L. Thermal modification of wood — a review: chemical changes and hygroscopicity // Journal of Materials Science. 2021. Vol. 56. Issue 11, pp. 6581–6614. EDN: LIWEWD. https://doi.org/10.1007/ s10853-020-05722-z Hill C., Altgen M., Rautkari L. Thermal modification of wood — a review: chemical changes and hygroscopicity // Journal of Materials Science. 2021. Vol. 56. Issue 11, pp. 6581–6614. EDN: LIWEWD. https://doi.org/10.1007/ s10853-020-05722-z Берлин, А.А. Основы адгезии полимеров / А.А. Берлин, В.Е. Басин. – М.: Химия, 1974. – 392 с. Berlin, A.A. Osnovy adgezii polimerov / A.A. Berlin, V.E. Basin. – M.: Himiya, 1974. – 392 s. Каргин В.А. Роль структурных явлений в формировании свойств полимеров. [Текст] /В.А.Каргин / Прогресс полимер-ной химии. Изд-во «Наука». М., 1969. – С.7-31. Kargin V.A. Rol' strukturnyh yavleniy v formirovanii svoystv polimerov. [Tekst] /V.A.Kargin / Progress polimer-noy himii. Izd-vo «Nauka». M., 1969. – S.7-31. Смирнова О.Е., Пичугин А.П., Хританков В.Ф. Адгезион-ная прочность в структуре композиционных материалов на основе органического сырья // Строительные материалы. 2024. № 5. С. 17–21. EDN: ISJUZJ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-824-5-17-21 Smirnova O.E., Pichugin A.P., Hritankov V.F. Adgezion-naya prochnost' v strukture kompozicionnyh materialov na osnove organicheskogo syr'ya // Stroitel'nye materialy. 2024. № 5. S. 17–21. EDN: ISJUZJ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-824-5-17-21 Лапидус А.А., Федосов С.В., Булгаков Б.И., Петрухин А.Б., Кеневеи Э. Энергосберегающая технология производства конструкционно-теплоизоляционного арболита на основе биомассы для развивающихся стран (на примере Республики Чад) // Строительное производство. 2024. № 2. С. 100–107. EDN: BYGBZY. https://doi.org/10.54950/26585340_2024_2_100 Lapidus A.A., Fedosov S.V., Bulgakov B.I., Petruhin A.B., Kenevei E. Energosberegayuschaya tehnologiya proizvodstva konstrukcionno-teploizolyacionnogo arbolita na osnove biomassy dlya razvivayuschihsya stran (na primere Respubliki Chad) // Stroitel'noe proizvodstvo. 2024. № 2. S. 100–107. EDN: BYGBZY. https://doi.org/10.54950/26585340_2024_2_100 Fedosov S.V., Aleksandrova O.V., Lapidus A.A. The method of variable extrapolation in the technology of arbolite construc-tion products // Joint innovation - joint development. Themed collection of papers from Foreign international scientific con-ference. S.Petersburg, 2025. Р. 118–120. EDN: RFDXUP. https://doi.org/10.37539/250227.2025.41.61.007 Fedosov S.V., Aleksandrova O.V., Lapidus A.A. The method of variable extrapolation in the technology of arbolite construc-tion products // Joint innovation - joint development. Themed collection of papers from Foreign international scientific con-ference. S.Petersburg, 2025. R. 118–120. EDN: RFDXUP. https://doi.org/10.37539/250227.2025.41.61.007 Лебедева Н.Ш., Недайводин Е.Г., Акулова М.В. Примене-ние органических волокнистых наполнителей в производстве строительных материалов // Известия высших учебных заве-дений. Технология текстильной промышленности. 2020. № 1 (385). С. 129–134. EDN: MHCHFL Lebedeva N.Sh., Nedayvodin E.G., Akulova M.V. Primene-nie organicheskih voloknistyh napolniteley v proizvodstve stroitel'nyh materialov // Izvestiya vysshih uchebnyh zave-deniy. Tehnologiya tekstil'noy promyshlennosti. 2020. № 1 (385). S. 129–134. EDN: MHCHFL Соломатов В.И., Выровой В.Н., Селяв В.П. Полиструк-турная теория композиционных строительных материалов. Ташкент: Издательство "Фан" АН Республики Узбекистан, 1991. 345 с. EDN: RXBAPD Solomatov V.I., Vyrovoy V.N., Selyav V.P. Polistruk-turnaya teoriya kompozicionnyh stroitel'nyh materialov. Tashkent: Izdatel'stvo "Fan" AN Respubliki Uzbekistan, 1991. 345 s. EDN: RXBAPD Горностаева Е.Ю., Ласман И.А., Федоренко Е.А., Камоза Е.В. Древесно-цементные композиции с модифицированной структурой на макро-, микро- и наноуровнях // Строительные материалы. 2015. № 11. С. 13–16. EDN: VCIDVJ Gornostaeva E.Yu., Lasman I.A., Fedorenko E.A., Kamoza E.V. Drevesno-cementnye kompozicii s modificirovannoy strukturoy na makro-, mikro- i nanourovnyah // Stroitel'nye materialy. 2015. № 11. S. 13–16. EDN: VCIDVJ Matin B., Brandić I., Matin A., Ištvanić J., Antonović A. Pos-sibilities of liquefied spruce (picea abies) and oak (quercus ro-bur) biomass as an environmentally friendly additive in con-ventional phenol–formaldehyde resin wood adhesives // Ener-gies. 2024. Vol. 17, № 17. Р. 4456. EDN: VGIENR. https://doi.org/10.3390/en17174456 Matin B., Brandić I., Matin A., Ištvanić J., Antonović A. Pos-sibilities of liquefied spruce (picea abies) and oak (quercus ro-bur) biomass as an environmentally friendly additive in con-ventional phenol–formaldehyde resin wood adhesives // Ener-gies. 2024. Vol. 17, № 17. R. 4456. EDN: VGIENR. https://doi.org/10.3390/en17174456 Rabbani F.A., Yasin S., Iqbal T., Mahmood H., Mujtaba M.A., Fouad Ya., M. Soudagar M.E., Kalam M.A. Lignocellulosic fiber reinforcement in PPRC composites: an analysis of structural and thermal enhancements // PLoS ONE. 2024. Vol. 19, № 11. Р. e0309128. EDN: YQLAGQ. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0309128 Rabbani F.A., Yasin S., Iqbal T., Mahmood H., Mujtaba M.A., Fouad Ya., M. Soudagar M.E., Kalam M.A. Lignocellulosic fiber reinforcement in PPRC composites: an analysis of structural and thermal enhancements // PLoS ONE. 2024. Vol. 19, № 11. R. e0309128. EDN: YQLAGQ. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0309128