Effect of Ashes as Biomass in Silica Filled Natural Rubber

Abstract

Silica has been used as reinforcing filler in natural rubber for a period of time as it results in excellent properties for NR vulcanizes. Rice husk ash (RHA), bagasse ash (BA), and oil palm ash (OPA) obtained from agricultural wastes are mainly composed of silica in the percentage of 80.00%, 57.33%, and 40.20% by weight, respectively. The effect of these fillers on cure characteristics and mechanical properties of natural rubber materials at fixed silica content at 35 parts per hundred of rubber (phr) were investigated. The results indicated that ashes showed greater cure time compared to that of the silica. The incorporation of ashes into natural rubber gradually improved compression set but significantly decreased tensile strength, elongation at break, and resilience. Moreover, young's modulus increased, while hardness showed no significant change with the addition of ashes. Overall results indicated that ashes could be used as cheaper fillers for natural rubber materials where improved mechanical properties were not critical.

Comportamiento fisicoquímico de compuestos de caucho natural al adicionar residuos agroindustriales como cargas reforzantes

“…Las condiciones fueron de 80°C y a una velocidad de rotación de 40rpm; en este estudio se emplearon agentes de acople para mejorar la interacción del residuo con el caucho natural epoxidado (Pongdong et al, 2015). La adición en caucho natural de la ceniza de cascarilla de arroz también ha sido estudiada en conjunto con otro tipo de residuos como por ejemplo ceniza proveniente del bagazo de la caña de azúcar y cenizas provenientes de aceite de palma, en este caso, los componentes de la mezcla incluyendo cada tipo de ceniza fueron adicionados en un mezclador interno mientras que el sistema de vulcanización fue adicionado en un molino abierto de dos rodillos (Pinpat, Keawwattana and Tangbunsuk, 2017). De igual manera, la ceniza de cascarilla de arroz también ha sido mezclada con sílice comercial y lodo de mármol antes de ser incorporada en el caucho natural, en este caso el proceso de mezclado fue llevado a cabo en un molino abierto de rodillos (Ahmed, Nizami and Raza, 2013).…”

“…La adición de la ceniza de cascarilla de arroz rica en sílice, genera un aumento general en la viscosidad y torque máximo de los compuestos de caucho natural, fenómeno que da indicio de la efecto reforzante de dicha carga, adicionalmente el tiempo "scorch" se puede ver disminuido mientras el tiempo óptimo de vulcanización de los compuestos de caucho natural parece no sufrir cambios considerables al adicionar dichas cargas (Pongdong et al, 2015) o disminuir en pequeña medida en otro estudio (Da Costa et al, 2003a). En otra investigación realizada, la ceniza de cascarilla de arroz parece retrasar la reacción de vulcanización en comparación con los compuestos elaborados con sílice comercial, sin embargo en este trabajo no se comparó directamente el efecto de la ceniza con el caucho natural sin ningún tipo de carga, con el propósito de entender el efecto de la ceniza en el caucho natural (Pinpat, Keawwattana and Tangbunsuk, 2017).…”

Efeito da adição de sílica, óxido de grafeno e agentes organossulfurados na vulcanização e nas propriedades de compostos baseados em borracha natural.

“…No entanto, os compostos com adição de DPMTT (tetrasulfeto de dipentametilenotiuram) apresentaram melhores propriedades dinâmicas e maior densidade de reticulação, em comparação aos compostos vulcanizados com TMTD e DTDM. Em outros trabalhos [94,96,97] , também reporta-se a influência de agentes organossulfurados no comportamento de vulcanização alterando o tempo de prévulcanização (t S2 ) e/ou o tempo ótimo de vulcanização (t 90 ), em função da quantidade adicionada. Além disso, os autores também concluíram que a adição de DTDM resulta em redução nas propriedades mecânicas finais dos compostos elastoméricos.…”

“…A incorporação de sílica em borrachas apolares como, por exemplo, a borracha natural, sem agentes compatibilizantes, muitas vezes resulta em baixa dispersão e em propriedades inferiores [47,54,96,118] . Além disso, os grupos funcionais polares presentes na superfície da sílica podem formar ligações de hidrogênio com outros componentes polares presentes na formulação de compostos elastoméricos, como, por exemplo, os aceleradores, que podem ser adsorvidos à superfície ácida da sílica, o que retarda o tempo de vulcanização e, em se tratando de aceleradores doadores de enxofre, pode afetar negativamente as propriedades de vulcanização do composto, por indisponibilizar átomos de enxofre promotores da vulcanização [93] .…”

“…Embora a adição de sílica proporcione melhorias em diversas propriedades mecânicas de compostos vulcanizados, uma das razões para o uso da sílica amorfa em compostos de borracha é minimizar o acúmulo de calor em condições dinâmicas, ou seja, menor histerese. Esta propriedade é de extrema importância para produtos elastoméricos submetidos a trabalho dinâmico como, por exemplo, pneus automotivos, correias transportadoras e de transmissão, cilindros e calandras [2,9,96,118] .…”