Effects of rice and buckwheat husk ash on the biodegradability of epoxy materials

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Due to the microbiological resistance of epoxy resins, their disposal after the completion of their lifecycle is a pressing issue. In this respect, the use of biodegradable rice and buckwheat husk derivatives as fillers may improve the service properties of epoxy materials. The results indicate that rice and buckwheat husks, as well as their ashes, can be used by soil microorganisms as a substrate. Compared to buckwheat husks, rice husks increase the biological activity of soil microbiota to a much greater extent. However, compared to rice husks, an increase in the temperature of obtaining rice husk ash leads to a decrease in its use by soil microorganisms as a substrate. This is associated with a decreased content of the X-ray amorphous phase and an increased amount of crystalline minerals in the composition of rice husk ash. At the same time, regardless of the temperature of its production, buckwheat husk ash outperforms buckwheat husks in terms of activated soil respiration, which indicates the possibility of microbiological disposal of buckwheat husk ash during its incubation in a soil. Epoxy materials, both unfilled and filled with rice and buckwheat husk ash, are not used by soil microorganisms as a substrate. At the same time, the filling of epoxy materials with rice husks leads to an improvement in their biodegradability. The biodegradation degree of rice and buckwheat husks, as well as their ashes, determines the effect of these fillers on soil respiration in the presence of epoxy materials.

About the authors

E. M. Gotlib

Kazan National Research Technological University

Email: egotlib@yandex.ru

E. V. Perushkina

Kazan National Research Technological University

Email: perushkina_elena@mail.ru

R. Sch. Ntsoumou

Kazan National Research Technological University

Email: david_schelton@mail.ru

E. S. Yamaleeva

Kazan National Research Technological University

Email: curls888@yandex.ru

References

  1. Фомин В. А., Гузеев В. В. Биоразлагаемые полимеры, состояние и перспективы использования // Пластические массы. 2001. N 2. С. 42-46.
  2. Роговина С. З. Биоразлагаемые полимерные композиции на основе синтетических и природных полимеров различных классов // Высокомолекулярные соединения. Серия С. 2016. Т. 58. N 1. С. 68-80. https://doi.org/10.7868/S2308114716010106.
  3. Готлиб Е. М., Вдовина Т. В., Ямалеева Е. С. Повышение биоразлагаемости эпоксидных материалов за счет модификации растительными маслами и их кислородсодержащими производными // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. N 4. C. 700-707. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-4-700-707.
  4. Kenechi N.-O., Linus C., Kayode A. Utilization of rice husk as reinforcement in plastic composites fabrication - a review // American Journal of Materials Synthesis and Processing. 2016. Vol. 1, no. 3. P. 32-36. https://doi.org/10.11648/j.ajmsp.20160103.12.
  5. Andrzejewski J., Barczewski M., Szostak M. Injection molding of highly filled polypropelene-based biocomposites. Buckwheat husk and wood flour filler: a comparison of agricultural and wood industry waste utilization // Polymers. 2019. Vol. 11, no. 11. P. 1-18. https://doi.org/10.3390/polym11111881.
  6. Goodman B. A. Utilization of waste straw and husks from rice production: a review // Journal of Bioresources and Bioproducts. 2020. Vol. 5, no. 3. P. 145-169. https://doi.org/10.1016/j.jobab.2020.07.001.
  7. Akhter F., Siddique M., Soomro S. A., Jamali A. R., Chandio Z. A., Ahmed M. Rice husk ash as green and sustainable biomass waste for construction and renewable energy applications: a review // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021. https://doi.org/10.1007/s13399-021-01527-5.
  8. Ерофеев В. Т., Смирнов В. Ф., Лазарев А. В., Богатов А. Д., Казначеев С. В., Родин А. И.. Биологическая и климатическая стойкость полимерных композитов // Academia. Архитектура и строительство. 2017. N 1. C. 112-119.
  9. Ахметзянов Р. Р., Вагизов Т. Н., Галимов Э. Р. Разработка составов и технологии изготовления дисперсно-наполненных композиционных материалов для узлов трения // Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2019. Т. 75. N 2. С. 61-65.
  10. Nourbakhsh A., Ashori A., Tabrizi A. K. Characterization and biodegradability of polypropylene composites using agricultural residues and waste fish // Composites Part B: Engineering. 2014. Vol. 56. P. 279-283. https://doi.org/10.1016/J.COMPOSITESB.2013.08.028.
  11. Сергиенко В. И., Земнухова Л. А., Егоров А. Г., Шкорина Е. Д., Василюк Н. С. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи // Российский химический журнал. 2004. N 3. С. 117-124.
  12. Готлиб Е. М., Ямалеева Е. С., Нцуму Р. Ш., Валеева А. Р. Изучение влияния температуры получения золы гречневой шелухи на антифрикционные свойства и износостойкость эпоксидных покрытий // Бутлеровские сообщения. 2021. Т. 68. N 12. C. 70-76. https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-01/21-68-12-70.
  13. Rohani A. B., Rosiyah Y., Seng N. G. Production of high purity amorphous silica from rice husk // Procedia Chemistry. 2016. Vol. 19. P. 189-195. https://doi.org/10.1016/j.proche.2016.03.092.
  14. Вураско А. В., Дрикер Б. Н., Мозырева Е. А., Земнухова Л. А., Галимова А. Р., Гулемина Н. Н. Энергосберегающая технология получения целлюлозных материалов при переработке отход сельскохозяйственных культур // Химия растительного сырья. 2006. N 4. C. 5-10.
  15. Клинцевич В. Н., Флюрик Е. А. Способы использования лузги гречихи посевной (обзор) // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2020. Т. 2. N 1. С. 68-81.
  16. Готлиб Е. М., Валеева А. Р., Ямалеева Е. С., Твердов И. Д., Долгова А. В. Сравнение модифицирующего действия золы рисовой и гречневой шелухи в эпоксидных антифрикционных покрытиях // Вестник Югорского государственного университета. 2021. Т. 63. N 4. С. 9-15. https://doi.org/10.17816/byusu20210409-15.
  17. Perez J., Munoz-Dorado J., Rubia T., Martıґnez J. Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview // International Microbiology. 2002. Vol. 5, no. 2. P. 53-63. https://doi.org/10.1007/s10123-002-0062-3.
  18. Sanchez C. Lignoceelulosic residues: biodegradation and bioconversion by fungi // Biotechnology Advances. 2009. Vol. 27, no. 2. P. 185-194. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2008.11.001.
  19. Rahman W. A., Isa N. M., Rahmat A. R., Adenan N., Ali R. R. Rice husk/high density polyethylene bio-composite: effect of rice husk filler size and composition on injection molding processability with respect to impact property // Advanced Materials Research. 2009. Vol. 83-86. P. 367-374. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.83-86.367.
  20. Клебанович Н. В., Киндеев А. Л. Геостатистическая оценка вариабельности свойств почв // Вестник Удмуртского университета. Серия: Биология. Науки о Земле. 2018. Т. 28. N 1. C. 91-102.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).