مطالعه شرایط عملیاتی فرایند استحصال سیلیکا از شلتوک جهت استفاده ویژه در لاستیک

شلتوک برنج، زیست توده ای ارزان قیمت است که توانایی انباشت مقادیر قابل توجه سیلیکای بی شکل در بافت خود را دارد. فرایند استحصال این سیلیکا سبزتر از فرایندهای معمول تولید سیلیکای بی شکل است. در این پژوهش تاثیر عوامل فرایندی استحصال سیلیکا از شلتوک برنج به روش رسوبی، به همراه کاربرد ویژه آن در صنعت لاستیک مورد مطالعه قرار گرفته است. در فرایند استحصال، ابتدا شلتوک برنج در فضای آزاد سوزانده شده و سپس در کوره الکتریکی به خاکستر سفید تبدیل شد که در مراحل بعدی به کمک سود سوزآور به محلول سیلیکات سدیم تبدیل شده و درنهایت سیلیکا از این محلول به کمک اسیدسولفوریک رسوب داده شده است. در این مطالعه تاثیر نسبت جامد به حال (g/g 0/03-0/17) و مدت زمان مرحله انحال قلیایی (h 2-1) و تاثیر ph (9-5) و دما در مرحله ترسیب اسیدی (oc 90-25 بررسی شده است. نشان داده شده که نسبت جامد به حال کم در مرحله انحال قلیایی و ph اسیدی در کنار دمای ترسیب بالا برای حصول بیشترین بازده تولید و به دست آوردن سیلیکایی بی شکل با خلوص بالا لازم است. سیلیکای رسوبی با درصد خلوص و شیمی مشابه با نمونه تجاری مورداستفاده در صنعت لاستیک اما مساحت سطح (g/m2 86/6-106/8) و حجم حفرات کمتر (g/cm3 0/63-1/29) از نمونه تجاری تولید شد. همچنین مشخص شد که طولانی تر شدن مرحله انحال قلیایی موجب افزایش اندک بازده تولید می شود. سیلیکای تولیدشده، در سامانه چسبندگی لاستیک به الیاف (rfs) عملکرد بسیار نزدیک به نمونه تجاری را نشان داد که نشان دهنده توانایی بالای آن برای جایگزین شدن با انواع تجاری است که عمدتاً با فرایندهای با هزینه بیشتر و زیست سازگاری کمتر تولید می شوند.

Study of operating conditions of silica extraction from rice husk for Special use in rubber

Research subject:As a low price biomass, rice husk is able to accumulate a large amount of silica in its texture. The process for extracting this silica is greener than the conventional ones. The present research addresses the effects of the different process parameters on amorphous silica extraction from rice husk through a precipitation method.Research approachIn the extraction process, first the rice husk was burned in the open air and then turned into white ash in an electric furnace. This ash was converted into sodium silicate solution using NaOH, and finally the silica was precipitated from this solution by sulfuric acid. The effect of solid to solvent ratio, the duration of the alkaline dissolution step as well as the pH and temperature of acid precipitation step have been investigated. Moreover, a special application of the amorphous silica in rubber industry was also investigated.Main resultsThe results showed that a low solid to solvent ratio at the alkaline dissolution stage as well as an acidic pH along with a high precipitation temperature are required to obtain the highest production efficiency and to obtain high purity amorphous silica. The purity and chemistry of obtained silica were quite similar to commercial sample in the rubber industry; however, the surface area and pore volume of obtained silica was less than the commercial one. It was also found that prolonging the alkali dissolution step slightly increases the production efficiency. The obtained silica exhibited very close performance to the commercial sample, in the rubbertofiber adhesion system (RFS). This indicates the high ability of precipitated silica to be replaced by commercial types, which are mainly produced by more costeffective and less biocompatible processes.