ikbguИзвестия Кабардино-Балкарского государственного университетаProceedings of the Kabardino-Balkarian State University2221-7789Kabardino-Balkarian State University named after Kh. M. Berbekov10.31143/2221-7789-2025-1-10-15JDGPRWikbgu-19Research ArticleФизикаPhysicsМеханизмы разрушения биоразлагаемых полимерных композитов в условиях ударного нагруженияThe failure mechanisms of biodegradable polymer composites in the conditions of impact loadingДолбинИлья ИгоревичDolbinIlya I.

Высшая школа сервиса, студент 2 курса.

Higher School of Service, 2nd year student

i_dolbin@mail.ruКозловГеннадий ВикторовичKozlovGennady V.

Доктор физико-математических наук, профессор, учёный-физик.

Doctor of physico-mathematical sciences, professor, physicist

i_dolbin@mail.ruКудровЮрий ВладимировичKudrovYuri V.

Старший преподаватель.

Senior Lecturer

i_dolbin@mail.ruДавыдоваВладлена ВильдановнаDavydovaVladlena V.

Старший преподаватель.

Senior Lecturer

i_dolbin@mail.ruВикторовичИгорь ДолбинDolbinIgor V.

Старший научный сотрудник центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий

Senior Researcher at the Center for Progressive Materials and Additive Technologies

i_dolbin@mail.ruРоссийский государственный университет туризма и сервисаRussian State University of Tourism and ServiceРоссийский государственный университет туризма и сервисаState University of Tourism and ServiceКабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. БербековаKabardino-Balkarian State University named after Kh.M. Berbekov2025151220251511015Copyright © Долбин И.И., Козлов Г.В., Кудров Ю.В., Давыдова В.В., Викторович И.Д., 20252025Долбин И.И., Козлов Г.В., Кудров Ю.В., Давыдова В.В., Викторович И.Д.Dolbin I.I., Kozlov G.V., Kudrov Y.V., Davydova V.V., Dolbin I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izvestiakbsu.ru/jour/article/view/19

В рамках фрактального анализа исследован процесс разрушения двух биоразлагае- мых композитов на основе полилактонной кислоты, армированных разными типами природных воло- кон. Основным фактором, определяющим резкое повышение ударной вязкости этих биокомпозитов, является фрактальная размерность их структуры, контролирующая тип разрушения и, как следст- вие, величину поглощаемой в условиях ударного нагружения энергии. Условием перехода от квазихруп- кого к квазипластичному разрушению служит достижение фрактальной размерностью структуры биокомпозита величины 2,7. Межфазные взаимодействия налагают ограничения на поглощаемую в процессе ударного нагружения механическую энергию, снижая ударную вязкость. При больших раз- мерностях структуры биокомпозитов (>2,87) в них реализуется эффект сверхпластичности, т. е. об- разец деформируется, но не разрушается в условиях ударных испытаний.

The failure process of two biodegradable composites on the base of polylactic acid, reinforced with two types of different natural fibers was studied within the framework of fractal analysis. The fractal di- mension of their structure, controlling failure type and as consequence, the value of energy, adsorbed in condi- tions of impact loading, is the main factor, defining sharp enhancement of impact toughness of these biocompo- sites. The condition of transition from quasibrittle to quasiductile failure serves achievement by fractal dimen- sion of structure of biocomposite the value of 2.7. Interfacial interactions are imposed restrictions on adsorbed in process of impact loading mechanical energy, reducing impact toughness. At large dimensions of biocompo- sites structure (>2.87) in them the effect of superplasticity, i.e. sample is deformed, but not failured in the con- ditions of impact tests.

Биокомпозитприродное волокнофрактальная размерностьударная вязкостьмежфазная адгезиямеханизм разрушениясверхпластичностьBiocompositenatural fiberfractal dimensionimpact toughnessinterfacial adhesionfailure mechanismsuperplasticityReferencesMohanty A.K., Misra M., Hinrichsen G. Biofibres, biodegradable polymers and biocomposites: an over-view // Macromolecular Materials and Engineering. 2000. V. 276/277, N 1. P. 1–24.Mohanty A.K., Misra M., Hinrichsen G. Biofibres, biodegradable polymers and biocomposites: an over-view // Macromolecular Materials and Engineering. 2000. V. 276/277, N 1. P. 1–24.Bax B., Müssig J. Impact and Tensile Properties of PLA/Cordenka and PLA/Flax Composites // Composites Science and Technology. 2008. V. 68, N 7. P. 1601–1607.Bax B., Müssig J. Impact and Tensile Properties of PLA/Cordenka and PLA/Flax Composites // Composites Science and Technology. 2008. V. 68, N 7. P. 1601–1607.Le Duigou A., Kervoelen A., Le Grand A., Nardin M., Baley C. Interfacial properties of flax fibre-epoxy resin systems: existence of a complex interphase // Composite Science and Technology. 2014. V. 100. P. 152–157Le Duigou A., Kervoelen A., Le Grand A., Nardin M., Baley C. Interfacial properties of flax fibre-epoxy resin systems: existence of a complex interphase // Composite Science and Technology. 2014. V. 100. P. 152–157Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Свойства и переработка термопластов. Л.: Химия, 1983. 288 с.Kalinchev E.L., Sakovtseva M.B. Properties and processing of thermoplastics. L.: Chemistry, 1983. 288 pp.Thomason J.L., Vlug M.A. Influence of fibre length and concentration on the properties of glass fi- bre-reinforced polypropylene: 4. Impact properties // Composite. Part A. 1997. V. 28, N 3. P. 277–288.Thomason J.L., Vlug M.A. Influence of fibre length and concentration on the properties of glass fi- bre-reinforced polypropylene: 4. Impact properties // Composite. Part A. 1997. V. 28, N 3. P. 277–288.Козлов Г.В. Фрактальная механика полимеров. М.: «Спутник +», 2016. 351 с.Kozlov G.V. Fractal mechanics of polymers. M.: "Sputnik +," 2016. 351 pp.Баланкин А.С., Бугримов А.Л., Козлов Г.В., Микитаев А.К., Сандитов Д.С. Фрактальная струк- тура и физико-механические свойства аморфных стеклообразных полимеров // Доклады АН. Т. 326, № 3. С. 463-466.Balankin A.S., Bugrimov A.L., Kozlov G.V., Mikitaev A.K., Sanditov D.S. Fractal flow and physical and mechanical properties of amorphous glassy polymers//Reports of the Academy of Sciences. T. 326, NO. 3. S. 463-466.Баланкин А.С. Синергетика деформируемого тела. М.: Изд-во Министерства Обороны СССР, 1991. 404 c.Balankin A.S. Synergetics of a deformable body. M.: Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1991. 404 c.Баланкин А.С., Иванова В.С., Бреусов В.П. Коллективные эффекты в кинетике разрушения ме- таллов и спонтанное изменение фрактальной размерности диссипативной структуры при вязкохрупком переходе // Доклады АН. 1992. Т. 322, № 6. С. 1080–1085.Balankin A.S., Ivanova V.S., Breusov V.P. Collective effects in the kinetics of destruction of metals and a spontaneous change in the fractal dimension of the dissipative structure during a viscoarse transition//Reports of the Academy of Sciences. 1992. T. 322, NO. 6. S. 1080-1085.Микитаев А.К., Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие струк- турных форм и приложений. М.: Наука, 2009. 278 с.Mikitaev A.K., Kozlov G.V., Zaikov G.E. Polymer nanocomposites: a variety of flow forms and applications. M.: Science, 2009. 278 pp.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.