Research Article

Polyvinyl chloride thermal stabilizer from high-acid crude rice bran oil: a non-food utilization of rice bran oil^☆

Stabilisateur thermique du chlorure de polyvinyle (PVC) à partir d’huile brute de son de riz à haute acidité : une utilisation non alimentaire de l’huile de son de riz

¹ Research Group on Sustainable Chemical Engineering Product, Faculty of Industrial Technology, Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia
² Master Program in Chemical Engineering, Faculty of Industrial Technology, Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia

^* Corresponding author: idewa@itb.ac.id

Received: 11 July 2024
Accepted: 27 November 2024

Abstract

Rice bran is a source of healthy oil which contains antioxidants and essential vitamins. Without pretreatment, the rapid activity of lipase enzyme causes the oil to contain high amounts of free fatty acids, making it unsuitable for edible purposes. In such cases, utilizing it for chemicals becomes an option. This study presents the synthesis of reverse ester organotin (REOT) as a thermal stabilizer for polyvinyl chloride (PVC) from high-acid crude rice bran oil. The success of the synthesis was confirmed through FTIR spectroscopy. The stabilizing effect of the resulting REOT was examined through dehydrochlorination and two-roll mill tests. Both tests confirmed that the obtained REOT could significantly increase the thermal stability of PVC. At relatively low dosages of 0.5 to 1.5 phr (parts per hundred resin), it maintained the initial color of PVC for up to 45–60 min when rolled under heating at 190 °C. Additionally, its thermal stabilizing effects were comparable to REOT derived from tall oil fatty acid (TOFA), a conventional raw material. The impact on flowability of PVC melt was also statistically similar to that of REOT from TOFA. Overall, crude rice bran oil fatty acid has been proven to be an effective alternative raw material for REOT based PVC thermal stabilizer.

Résumé

Résumé

Le son de riz est une source d’huile bénéfique pour la santé qui contient des antioxydants et des vitamines essentielles. Sans prétraitement, l’activité rapide de la lipase génère de fortes concentrations d’acides gras libres dans l’huile, la rendant inadaptée à des utilisations alimentaires. Dans de tels cas, son utilisation pour la fabrication de produits chimiques devient une option. Cette étude présente la synthèse d’ester inverse d’organostannique (REOT) comme stabilisateur thermique pour le chlorure de polyvinyle (PVC) à partir d’huile brute de son de riz à haute acidité. Le succès de la synthèse a été confirmé par spectroscopie FTIR. L’effet stabilisant du REOT obtenu a été examiné par des tests de déshydrochlorination et de laminoir à deux rouleaux. Les deux tests ont confirmé que le REOT obtenu pouvait augmenter de manière significative la stabilité thermique du PVC. À des dosages relativement faibles de 0,5 à 1,5 phr (parts per hundred resin), il a permis de maintenir la couleur initiale du PVC pendant 45 à 60 minutes lorsqu'il était laminé sous chauffage à 190°C. De plus, ses effets stabilisants thermiques étaient comparables à ceux du REOT dérivé d’acide gras d’huile de colza (TOFA), une matière première conventionnelle. L’impact sur la fluidité du PVC en fusion était également statistiquement similaire à celui du REOT de colza. Globalement, les acides gras de l’huile brute de son de riz se sont révélés être une matière première alternative efficace pour une stabilisation thermique du PVC à base de REOT.