Reciclagem de resíduos da cadeia do arroz: incorporação de casca de arroz e cinza de casca de arroz em compósitos poliméricos
DOI:
https://doi.org/10.5902/2179460X68817Palavras-chave:
Casca de arroz, Cinza da casca de arroz, Compósitos poliméricosResumo
A alta necessidade por materiais poliméricos e a disponibilidade de resíduos agroindustriais, como os da cadeia de produção do arroz, demandam o desenvolvimento de tecnologias para a obtenção de compósitos poliméricos a partir destes materiais residuais. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de materiais, utilizando o polietileno de baixa densidade (PEBD) como matriz polimérica e cascas de arroz ou cinzas da casca de arroz, preparadas pela micronização em um moinho turbilhão, como cargas de reforço. Os processamentos foram realizados pela moldagem por injeção, com formulações contendo 20%, 30% e 40% de carga. As propriedades de resistência a tração, dureza e absorção de água foram avaliadas. A resistência à tração dos compósitos contendo as cinzas da casca de arroz foram superiores aos compósitos contendo a casca de arroz como carga. A maior resistência à tração, de 9,26 N/mm², foi encontrada para o material contendo 20% de cinzas de casca de arroz. A dureza shore D dos materiais contendo as cinzas foi ligeiramente superior. Com relação a absorção de água, os compósitos contendo as cinzas de casca de arroz foram aqueles com menor absorção, sendo que, todos os materiais desenvolvidos apresentaram absorção de água inferior a 1,1%. Com base nos resultados, conclui-se que os compósitos produzidos possuem propriedades potenciais para a fabricação de bens de consumo poliméricos.
Downloads
Referências
AGRAWAL, A.; SATAPATHY, A. Mathematical model for evaluating effective thermal conductivity of polymer composites with hybrid fillers. International Journal of Thermal Sciences, v. 89, p. 203-209, 2015.
ARIDI, N. A. M; SAPUAN, S. M; ZAINUDIN, E. S; AL-OQLA, Faris M. Investigating morphological and performance deterioration of injection-molded rice husk–polypropylene composites due to various liquid uptakes. International Journal of Polymer Analysis and Characterization, v. 21, p. 675-685, 2016.
AWANG, M.; MOHD, W. R. W.; SARIFUDDIN, N. Study the Effects of an Addition of Titanium Dioxide (TiO2) on the Mechanical and Thermal Properties of Polypropylene-Rice Husk Green Composites. Materials Research Express, v. 6, p. 075311, 2019.
BASTA, A. H.; LOTFY, V. F.; HASANIN, M. S.; TRENS, P.; EL-SAIED, H. Efficient treatment of rice byproducts for preparing high-performance activated carbons. Journal of Cleaner Production, v. 207, p. 284-295, 2019.
BHARATHIRAJA G.; JAYABAL S; SUNDARAM S. K.; RAJAMUNEESWARAN S.; MANJUNATH B. H. Mechanical Behaviors of Rice Husk and Boiled Egg Shell Particles Impregnated Coir-Polyester Composites. Macromolecular Symposia, v. 361, p. 136-140, 2016.
BATTEGAZZONE, D.; FRACHE, A. Bio-based PA5.10 for Industrial Applications: Improvement of Barrier and Thermo-mechanical Properties with Rice Husk Ash and Nanoclav. Journal of Polymers and the Environment, v. 27, p. 2213-2223, 2019.
BISHT, N.; GOPE, P. C. Effect of Alkali Treatment on Mechanical Properties of Rice Husk Flour Reinforced Epoxy Bio-Composite. Materials Today - Procedings, v. 5, n. 11, p. 24330-24338, 2018.
BOITT, A. P. W.; BARCELLOS, I. O.; ALBERTI, L. D.; BUCCI, D. Z. Evaluation of the Influence of the Use of Waste from the Processing of Rice in Physicochemical Properties and Biodegradability of PHB in Composites. Polimeros, v. 24, p. 640-645, 2014.
CONAB, Companhia Nacional de Abastecimento. 2021. Boletim dos grãos, maio 2021. Disponível em: https://www.conab.gov.br/info-agro/safras/graos. Acesso em: 6 de agosto 2021.
DISHOVSKY, N.; MALINOVA, P.; UZONOV, I. Biogenic Amorphous Silica as Filler for Elastomers. Journal of Renawable Materials, v. 6, 2017.
ERDOGAN, S.; HUNER, U. Physical and Mechanil Properties of PP Composites Based on Different types of Lignocellulosic Fillers. Journal of Wuhan University of Technology- Materials Science Edition, v. 33, n. 6, p. 1298-1307, 2018.
FERNANDES, I.; SANTOS, R.; DOS SANTOS, E.; ROCHA, T.; DOMINGUES, N.; MORAES, C.. Replacemnte of Commercial Silica by Rice Husk Ash in Epoxy Composites: A Comparative Analysis. Revista Ibero-Americana de Materiais, v. 21, p. 1, 2019.
GRYCZAK, M.; BERNADIN, A. M. Development and characterization of sustainable agglomerated composites formulated from castor polyurethane resin and reinforced with rice husk. Clean Technologies and Environmental Policy, v. 23, p. 1655-1662, 2021.
GUNA, V.; ILANGOVAN, M.; RATHER, M. H.; GIRIDHARAN, B.V.; PRAJWAL, B.; KRISHNA, K. V.; VENKATESH, K.; REDDY, N. Groundnut shell rice husk agro-waste reinforced polypropylene hybrid biocomposites. Journal of Building Engineering, v. 27, p. 100991, 2020.
HIDALGO-SALAZAR, M. A.; SALINAS, E. Mechanical, thermal, viscoelastic performance and product application of PP- rice husk Colombian biocomposites. Composites Part B: Engenniring, p. 107135, 2019.
HUI, J. L. C.; AZMAN, F. F.; BAINI, R. Physico-mechanical and morphological properties of rice husk-coconut husk fiber reinforced epoxy composites. Malaysian Journal of Fundamental and Applied Sciences, v. 16, n. 4, p. 437-443, 2020.
HUNER, U. Effect of chemical treatment and maleic anhydride grafted polypropylene coupling agent on rice husk and rice husk reinforced composite. Materials Express, v. 7, n.2, p. 134-144, 2017.
KUMAR, S.; MER, K. K. S.; GANGIL, B.; PATEL, V. K. Synergy of rice-husk filler on physico-mechanical and tribological properties of hybrid Bauhinia-vahlii/sisal fiber reinforced epoxy composites. Journal of Materials Research and Technology, v. 8, p. 2070-2082, 2019.
LAI, S.; HAN, J.; YU, Y. Properties of rice husk/epoxy composites under different interfacial treatments. Polymer Composites, v. 38, n. 9 p. 1992-2000, 2017.
LAWAL, A. Q. T.; NINSIIMA, E.; ODEBIYI, O. S.; HASSAN, A. S.; OYAGBOLA, I. A.; ONU, P.; YUSUF, D. A.; JAPYEM, E. Effect of Unburnt Rice Husk on the Properties of Concrete. Procedia Manufacturing, v. 35, p. 635-640, 2019.
LUNA, I. Z.; DAN K. C.; CHOWDHURY, A. M. S.; GAFUR, M. A.; KHAN, M. N.; KHAN, R. A. Physical and Thermal Characterization of Alkali Treated Rice Husk Reinforced Polypropylene Composites. Advances in Materials Science and Engineering, v. 1, p. 1-7, 2015.
MARTIRENA, F. e MONZÓ, J. Vegetable ashes as Supplementary Cementitious Materials. Cement and Concrete Research, v. 114, p. 57-64, 2018.
MOHAMED, S. A. N.; ZAINUDIN, E. S.; SAPUAN, S. M.; AZAMAN, M. D.; ARIFIN, A. M. T. Energy behavior assessment of rice husk fibres reinforced polymer composite. Journal of Materials Research and Technology, v. 9, n. 1, p. 383-393, 2020.
MOURA, A.; BOLBA, C.; DEMORI, R.; LIM, L.; SAMANTA, R. Effect of Rice Husk Treatment with Hot Water on Mechanical Performance in Poly(hydroxybutyrate)/Rice Husk Biocomposite. Journal of Polymers and the Environment, v.26, n. 6, p.2632-2639, 2018.
MUTHUKRISHANAN, S.; GUPTA, S.; KUA, H. W. Application of rice husk biochar and thermally treated low silica rice husk ash to improve physical properties of cement mortar. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, v. 104, 2019.
NAM, G..; KIM, J.; SONG, J. Mechanical Performance of Bio-Waste-Filled Carbon Fabric/Epoxy Composites. Polymer Composites, v.40, p. 1504-1511, 2019.
OLUTOGE, F. A.; ADESINA, P. A. Effects of rice husk ash prepared from charcoal-powered incinerator on the strength and durability properties of concrete. Construction and Building Materials, v. 196, p. 386-394, 2019.
ONU, Organização das Nações Unidades. Objetivos de Desenvolvimento Sustentável: Agenda 2030. Disponível em: https://brasil.un.org/pt-br/sdgs. Acesso em: 6 de agosto de 2021.
PONGDONG, W.; KIMMERLOWE, C.; VENNEMANN, N.; THITITHAMMAWONG, A.; NAKASON, C. A comparative study of rice husk ash and siliceous earth as reinforing fillers in epoxidized naturl rubber composites. Polymer Composites, v. 29, n. 2, p. 414-426, 2018.
PONGDONG, W.; NAKASON, C.; KIMMERLOWE, C.; VENNEMANN, N.; SOYKAN, C. Influence of Filler from a Renewable Resource and Silane Coupling Agente on the Properties of Epoxidized Natural Rubber Vulcanizates. Journal Chemistry, v. 6, p. 1-15, 2015.
QUISPE, I.; NAVIA, R.; KAHHAT, R. Energy potential from rice husk through direct combustion and fast pyrolysis: A review. Waste Management, v. 59, p. 200-210, 2017.
ROYAN N. R. R.; SULONG A. B.; YUHANA N. Y.; CHEN R. S.; GHANI M. H. A.; AHMAD S. UV/O-3 Treatment as a Surface Modification of Rice Husk Towards Preparation of Novel Biocomposites. Plos One, v. 13, n. e0197345, 2018.
SABBATINI, A.; LANARI, S.; SANTULLI, C.; PETTENARI, C. Use of almond shells and rice husk as fillers of Poly (Methyl Methacrylate) (PMMA) Composites. Materials, v. 10, n. 8, 2017.
SADIK, W. A. A.; DEMERDACH, A. G. M.; ABBAS, R.; BEDIR, A. Effect of Nanosilica and Nanoclay on the Mechanical, Physical, and Morphological Properties of Recycled Linear Low Density Polyethylene/Rice Husk Composites. Journal of Polymers and the Environment, v. 29, p. 1600-1615, 2021.
SAJITH, S.; ARUMUGAM, V.; DHAKAL, H. N. Comparison on mechanical properties of lignocellulosic flour epoxy composites prepared by using coconut shell, rice husk and teakwood as fillers. Polymer Testing, v. 58, p. 60-69, 2017.
SCHIRP, A.; BARRIO, A. Fire Retardancy of Polypropylene Composites Reinforced With Rice Husks: From Oxygen Index Measurements and Cone Calorimetry to Large-Scale Single-Burning-Item Tests. Journal of Applied Polymer Science, v. 135, n. 37, 2018.
SINGH, T.; GANGIL, B.; PATNAIK, A.; BISWAS, D.; FEKETE, G. Agriculture Waste Reinforced Corn Starch-Based Biocomposites: Effect of Rice Husk/Walnut Shell on Physicomechanical, Biodegradable and Thermal Properties. Materials Research Express, v. 6, n. 4, 2019.
SONAT, C.; UNLER, C. Development of magnesium-silicate-hydrate (M-S-H) cement with rice husk ash. Journal of Cleaner Production, v. 211, p. 787-803, 2019.
SOUZA, J. T.; MENEZES, W. M.; HASELEIN, C. R.; BALDIN, T.; AZAMBUJA, R. R.; MORAIS, W. W. C. Evaluation of Physical and Mechanical Properties of Rice Husk Panels Glued with Tannin-Formaldehyde. Ciência Florestal, v. 27, n. 3, p. 1003-1015, 2017.
SUN, Z.; PANG, Y.; YANG, J.; ZHAO, H.; XIA, Z.; LI, L.; LIU, T.; ANFU, G. Improvement of Rice Husk/HDPE Bio-Composites Interfacial Properties by Silane Coupling Agent and Compatibilizer Complementary Modification. Polymers, v. 11; n. 12, p. 1928, 2019.
THOMAS, B. S. Green Concrete Partially Comprised of Rice Husk Ash as a Supplementary Cementitious Material - A Comprehensive Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 82, p. 3913-3923, 2018.
VARALA, S.; RAVISANKAR, V.; AL-ALI, M.; POWNCEBY, M. I.; PARTHASARATHYR, R.; BHARGAVA, S. Process Optimization Using Response Surface Methodology for the Removal of Thorium From Aqueous Solutions Using Rice-Husk. Chemosphere, v. 237, n. 124488, 2019.
VERCHER, J.; FOMBUENA, V.; DIAZ, A.; SORIANO, M. Influence of fiber and matrix characteristics on properties and durability of wood-plastic composites in outdoor applications. Journal of Thermoplastic Composite Materials, v. 33, n. 4, p. 477-500, 2020.
WU, W.; HE, H.; LIU, T.; WEI, R.; CAO, X.; SUN, Q.; VENKATESH, S.; YUEN, R. K. K; ROY, V. A. L.; LI, R. K. Y. Synergetic Enhancement on flame retardancy by melamine phosphate modified lignin in rice husk ash filled P34HB biocomposites. Composites Science and Technology, v. 168, p. 246-254, 2018.
YEH, S.; HSIEH, C.; CHANG, H.; YEN, C. C. C; CHANG, Y. Synergistic effect of coupling agents and fiber treatments on mechanical properties and moisture absorption of polypropylene–rice husk composites and their foam. Composites Part A: Applied Scienc and Manufacturng, v.68, p. 313-322, 2015.
YUSUF, T. A.; DAN-LAAKA, L. E.; OGWOCHE, P. O. Characterization of selected properties of composites of waste paper with untreated bamboo stem fibre and rice husk. Acta Polytechnica, v. 57, n. 4, p. 295-303, 2017.
Downloads
Publicado
Versões
- 2022-04-18 (2)
- 2022-04-04 (1)
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Ciência e Natura
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png)
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Para acessar a DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE E EXCLUSIVIDADE E CESSÃO DE DIREITOS AUTORAIS clique aqui.
Diretrizes Éticas para Publicação de Revistas
A revista Ciência e Natura está empenhada em garantir a ética na publicação e na qualidade dos artigos.
A conformidade com padrões de comportamento ético é, portanto, esperada de todas as partes envolvidas: Autores, Editores e Revisores.
Em particular,
Autores: Os Autores devem apresentar uma discussão objetiva sobre a importância do trabalho de pesquisa, bem como detalhes e referências suficientes para permitir que outros reproduzam as experiências. Declarações fraudulentas ou intencionalmente incorretas constituem comportamento antiético e são inaceitáveis. Artigos de Revisão também devem ser objetivos, abrangentes e relatos precisos do estado da arte. Os Autores devem assegurar que seu trabalho é uma obra totalmente original, e se o trabalho e / ou palavras de outros têm sido utilizadas, isso tem sido devidamente reconhecido. O plágio em todas as suas formas constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Submeter o mesmo manuscrito a mais de um jornal simultaneamente constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Os Autores não devem submeter artigos que descrevam essencialmente a mesma pesquisa a mais de uma revista. O Autor correspondente deve garantir que haja um consenso total de todos os Co-autores na aprovação da versão final do artigo e sua submissão para publicação.
Editores: Os Editores devem avaliar manuscritos exclusivamente com base no seu mérito acadêmico. Um Editor não deve usar informações não publicadas na própria pesquisa do Editor sem o consentimento expresso por escrito do Autor. Os Editores devem tomar medidas de resposta razoável quando tiverem sido apresentadas queixas éticas relativas a um manuscrito submetido ou publicado.
Revisores: Todos os manuscritos recebidos para revisão devem ser tratados como documentos confidenciais. As informações ou ideias privilegiadas obtidas através da análise por pares devem ser mantidas confidenciais e não utilizadas para vantagens pessoais. As revisões devem ser conduzidas objetivamente e as observações devem ser formuladas claramente com argumentos de apoio, de modo que os Autores possam usá-los para melhorar o artigo. Qualquer Revisor selecionado que se sinta desqualificado para rever a pesquisa relatada em um manuscrito ou sabe que sua rápida revisão será impossível deve notificar o Editor e desculpar-se do processo de revisão. Os Revisores não devem considerar manuscritos nos quais tenham conflitos de interesse resultantes de relacionamentos ou conexões competitivas, colaborativas ou outras conexões com qualquer dos autores, empresas ou instituições conectadas aos documentos.