Влияние золы рисовой и гречневой шелухи на биоразлагаемость эпоксидных материалов

Ввиду микробиологической стойкости эпоксидных полимеров, проблема утилизации их после завершения срока эксплуатации является особенно актуальной. В этом аспекте особый интерес представляют производные рисовой и гречневой шелухи как потенциально биодеградируемые компоненты, которые при применении их в качестве наполнителей обеспечивают улучшение эксплуатационных характеристик эпоксидных материалов. Полученные результаты свидетельствуют об использовании рисовой и гречневой шелухи и их золы в качестве субстрата микроорганизмами почвы. Вместе с тем рисовая шелуха в значительно большей степени, чем гречневая шелуха, увеличивает биологическую активность микробиоты почвы. При этом с ростом температуры получения золы рисовой шелухи использование ее в качестве субстрата микроорганизмами почвы закономерно снижается по сравнению с рисовой шелухой. Это обусловлено уменьшением содержания в ее составе рентгеноаморфной фазы и ростом количества кристаллических минералов. В то же время зола гречневой шелухи, не зависимо от температуры ее получения, существенно активирует процессы почвенного дыхания по сравнению с гречневой шелухой, что указывает на возможность микробиологической утилизации образцов золы гречневой шелухи в процессе инкубирования в почве. Эпоксидные материалы, как ненаполненные, так и наполненные золой рисовой и гречневой шелухи, не используются в качестве субстрата микроорганизмами почвы. В то же время наполнение эпоксидных композиций рисовой шелухой обусловливает улучшение их биодеградируемости. Степень биодеструкции шелухи риса и гречихи и их золы определяет влияние этих наполнителей на дыхательную активность почвы в присутствии эпоксидных материалов.

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. [и др.]. 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.