Evaluation of the Influence of the Use of Waste from the Processing of Rice in Physicochemical Properties and Biodegradability of PHB in Composites
Boitt, Ana Paula Wünsch; Barcellos, Ivonete O.; Alberti, Leila Denise; Bucci, Doris Zwicker
http://dx.doi.org/10.1590/0104-1428.1593
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.24, n6, p.640-645, 2014
Abstract
The high calorific value of rice husks has elevated its reuse as an energy source; however, the burning of
these shells generates a waste ash from rice husk ash (RHA), which makes its disposal a concern. Despite advances,
biodegradable polymers are not yet able to compete with those of traditional thermoplastics, which have lower
production cost and higher performance. Based on this background, this paper studies the feasibility of reuse of RHA
as filler in polymer matrices replacing the conventional filler. This study consists of applying different percentages of
RHA in the formulation of polyhydroxybutyrate composite (PHB) and the use of talc (TA) for comparison purposes
as conventional filler. The composites used in this assay were obtained by twin-screw extrusion and injection molding
of the polymer plus the fillers under study. Physicochemical and biodegradability properties of the composites were
evaluated. The composite PHB/RHA was superior in the biodegradability tests and the properties remain practically
unchanged in the presence of the filler. Thus, composites with RHA are promising because they take an abundant residue combined with degradation capacity of the polymer, therefore reducing cost and the environmental impact.
Keywords
Rice husk ash, composites, PHB, talc, fillers.
References
1. Falcone, D. M. B. & Agnelli, J. A. M. - Polímeros., 17, p.5 (2007).
2. American Society for Testing Materials – ASTM - “D – 883-12 Stardard Terminology for Relating to Plastics”, ASTM International, West Conshohocken, PA (2012).
3. Rosa, D. S.; Penteado, D.F. & Calil, M. R. - Polímeros., 15, p.75 (2000).
4. Bucci, D. Z.; Tavares, L. B. B. & Sell, I. - Polym. Test., 26, p.908 ( 2007). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2007.06.013.
5. Jesus, R. C. - “Processamento e caracterização de biocompósitos de PHB com fibras naturais de coco e sisal acetiladas e não-acetiladas”, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Brasil (2008).
6. Machado, M. L. C.; Pereira, N. C.; Miranda, L. F.; Terence, M. C. & Pradella, J. G. C. - Polímeros., 20, p.65 (2010). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282010005000011.
7. Krishnaprasad, R.; Veena, N. R.; Maria, H. J.; Rajan, R.; Skrifvars, M. & Joseph, K.- J. Polym. Environment., 17, p.109 (2009). http://dx.doi.org/10.1007/s10924-009-0127-x.
8. Macedo, J. S.; Costa, M. F.; Tavares, M. I. B. & Thiré, R. M. S. M. - Polym. Eng. Sci., 50, p.1466 (2010). http://dx.doi.org/10.1002/pen.21669.
9. Della, V. P.; Kühn, I. & Hotza, D. - Quim. Nova., 24, p.778 (2001). http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422001000600013.
10. Neto, E. R. - “O estado da arte do uso da cinza de casca de arroz”, SOCIESC, Santa Catarina (2007).
11. Alberti, L. D. - “Propriedades Físico-químicas e Mecânicas de Compósitos de Poli(hidroxibutirato) PHB”, Dissertação de Mestrado, Universidade Regional de Blumenau, Brasil (2013).
12. Bezerra, I. M. T.; Souza, J.; Carvalho, J. B. Q. & Neves, G. A. – Rev. Bras. Eng. Agrícola Ambiental., 15, p.639 (2011).
13. Alcantara, M. A. M.; Santos, L. P.; Lima, D. C.; Zegantini, A. A. S. & Akasaki, J. L. - Rev. Eletrônica de Eng. Civil., 3, p.1 (2011).
14. Luz, A. B. & Lins, F. F. - “Rochas e minerais industriais: usos e especificações”, in: Talco, cap.29, Ivan F. Pontes and Salvador Luiz M. de Almeida (eds.), Cetem, Rio de Janeiro (2005).
15. Coelho, J. M. - “Perfil do Talco Pirofilita e agalmatolito ” , J . Mendo Consultoria, Belo Horizonte (2009).
16. Mello, C. C.; Thiré, R. M. S. M. & Costa, M. F. - “Caracterização de compósitos poli(3-hidroxibutirato) e pó de coco acetilado”, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro (2010).
17. Macedo, J. S. - “Desenvolvimento de biocompósitos à base de polihidroxibutirato e resíduos de processamento de fibras de casca de coco”, Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil (2010).
18. Alfaro, E. F. - “Estudos da Utilização de cinzas de casca de arroz como carga em matriz de polipropileno e do efeito da radiação ionizante sobre este compósito”, Dissertação de Mestrado, Instituto de pesquisas energéticas e nucleares, Brasil (2010).
19. Alberti, L. D.; Souza, O. F.; Bucci, D. Z. & Barcellos, I. O. - Mater. Sci. Forum., 775-776, p.557 (2014). http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.775-776.557.
20. Carashi, J. C.; Ramos, U. M. & Leão, A. P. - Acta Scientiarum., 24, p.1609 (2002).
21. American Society for Testing Materials – ASTM - “E 96M-13 - Standard test method for water vapor transmission of materials”, ASTM International, West Conshohocken, PA (2013).
22. Chiarello, L. M.; Blosfeld, A. M.; Giovanella, R. F. & Barcellos, I. O. - Quim. Têxtil., 91, p.54 (2008).
23. Barcellos, I. O.; Giovanella, R. F.; Chiarello, L. M. & Blosfeld, A. M. - Dynamis., 15, p.1 (2009).
24. Kalapathy, U.; Proctor, A. & Shultz, J. - Bioresour. Technol., 73, p.257 ( 2000). http://dx.doi.org/10.1016/S0960-8524(99)00127-3.
25. Sarantópoulos, C. I. G. L.; Oliveira, L. M.; Padula, M.; Coltro, L.; Vercelino, R. M. & Garcia, E. E. C. - “Embalagens Plásticas Flexíveis - Principais Polímeros e Avaliação de Propriedades”, CETEA/ITAL, Campinas (2002).
26. Sobral, P. J. A. & Ocuno, D. - Brazilian J. Food Tec., 3, p.11 (2000).
27. Vinhas, G. M.; Almeida, Y. M. B.; Lima, M. A. G. A. & Santos, L. A. - Quim. Nova., 30, p.1584 (2007). http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422007000700016.
28. Buzarovska, A.; Grozdanov, A.; Avella, M.; Gentile, G. & Errico, M.- J. Appl. Polym. Sci., 114, p.3118 (2009). http://dx.doi.org/10.1002/app.30867.
29. Rosa, D. S.; Chui, Q. S. H.; Pantano Filho, R. & Agnelli, J. A. M. - Polímeros., 12, p.311 (2002).
2. American Society for Testing Materials – ASTM - “D – 883-12 Stardard Terminology for Relating to Plastics”, ASTM International, West Conshohocken, PA (2012).
3. Rosa, D. S.; Penteado, D.F. & Calil, M. R. - Polímeros., 15, p.75 (2000).
4. Bucci, D. Z.; Tavares, L. B. B. & Sell, I. - Polym. Test., 26, p.908 ( 2007). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2007.06.013.
5. Jesus, R. C. - “Processamento e caracterização de biocompósitos de PHB com fibras naturais de coco e sisal acetiladas e não-acetiladas”, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Brasil (2008).
6. Machado, M. L. C.; Pereira, N. C.; Miranda, L. F.; Terence, M. C. & Pradella, J. G. C. - Polímeros., 20, p.65 (2010). http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282010005000011.
7. Krishnaprasad, R.; Veena, N. R.; Maria, H. J.; Rajan, R.; Skrifvars, M. & Joseph, K.- J. Polym. Environment., 17, p.109 (2009). http://dx.doi.org/10.1007/s10924-009-0127-x.
8. Macedo, J. S.; Costa, M. F.; Tavares, M. I. B. & Thiré, R. M. S. M. - Polym. Eng. Sci., 50, p.1466 (2010). http://dx.doi.org/10.1002/pen.21669.
9. Della, V. P.; Kühn, I. & Hotza, D. - Quim. Nova., 24, p.778 (2001). http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422001000600013.
10. Neto, E. R. - “O estado da arte do uso da cinza de casca de arroz”, SOCIESC, Santa Catarina (2007).
11. Alberti, L. D. - “Propriedades Físico-químicas e Mecânicas de Compósitos de Poli(hidroxibutirato) PHB”, Dissertação de Mestrado, Universidade Regional de Blumenau, Brasil (2013).
12. Bezerra, I. M. T.; Souza, J.; Carvalho, J. B. Q. & Neves, G. A. – Rev. Bras. Eng. Agrícola Ambiental., 15, p.639 (2011).
13. Alcantara, M. A. M.; Santos, L. P.; Lima, D. C.; Zegantini, A. A. S. & Akasaki, J. L. - Rev. Eletrônica de Eng. Civil., 3, p.1 (2011).
14. Luz, A. B. & Lins, F. F. - “Rochas e minerais industriais: usos e especificações”, in: Talco, cap.29, Ivan F. Pontes and Salvador Luiz M. de Almeida (eds.), Cetem, Rio de Janeiro (2005).
15. Coelho, J. M. - “Perfil do Talco Pirofilita e agalmatolito ” , J . Mendo Consultoria, Belo Horizonte (2009).
16. Mello, C. C.; Thiré, R. M. S. M. & Costa, M. F. - “Caracterização de compósitos poli(3-hidroxibutirato) e pó de coco acetilado”, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro (2010).
17. Macedo, J. S. - “Desenvolvimento de biocompósitos à base de polihidroxibutirato e resíduos de processamento de fibras de casca de coco”, Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil (2010).
18. Alfaro, E. F. - “Estudos da Utilização de cinzas de casca de arroz como carga em matriz de polipropileno e do efeito da radiação ionizante sobre este compósito”, Dissertação de Mestrado, Instituto de pesquisas energéticas e nucleares, Brasil (2010).
19. Alberti, L. D.; Souza, O. F.; Bucci, D. Z. & Barcellos, I. O. - Mater. Sci. Forum., 775-776, p.557 (2014). http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.775-776.557.
20. Carashi, J. C.; Ramos, U. M. & Leão, A. P. - Acta Scientiarum., 24, p.1609 (2002).
21. American Society for Testing Materials – ASTM - “E 96M-13 - Standard test method for water vapor transmission of materials”, ASTM International, West Conshohocken, PA (2013).
22. Chiarello, L. M.; Blosfeld, A. M.; Giovanella, R. F. & Barcellos, I. O. - Quim. Têxtil., 91, p.54 (2008).
23. Barcellos, I. O.; Giovanella, R. F.; Chiarello, L. M. & Blosfeld, A. M. - Dynamis., 15, p.1 (2009).
24. Kalapathy, U.; Proctor, A. & Shultz, J. - Bioresour. Technol., 73, p.257 ( 2000). http://dx.doi.org/10.1016/S0960-8524(99)00127-3.
25. Sarantópoulos, C. I. G. L.; Oliveira, L. M.; Padula, M.; Coltro, L.; Vercelino, R. M. & Garcia, E. E. C. - “Embalagens Plásticas Flexíveis - Principais Polímeros e Avaliação de Propriedades”, CETEA/ITAL, Campinas (2002).
26. Sobral, P. J. A. & Ocuno, D. - Brazilian J. Food Tec., 3, p.11 (2000).
27. Vinhas, G. M.; Almeida, Y. M. B.; Lima, M. A. G. A. & Santos, L. A. - Quim. Nova., 30, p.1584 (2007). http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422007000700016.
28. Buzarovska, A.; Grozdanov, A.; Avella, M.; Gentile, G. & Errico, M.- J. Appl. Polym. Sci., 114, p.3118 (2009). http://dx.doi.org/10.1002/app.30867.
29. Rosa, D. S.; Chui, Q. S. H.; Pantano Filho, R. & Agnelli, J. A. M. - Polímeros., 12, p.311 (2002).
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