فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: نقصان دسترسی به آخال­های تمیز و با پیشینه بازیابی اندک و نیز الیاف بکر در سالیان اخیر در کشور، منجر به کاهش شدید کیفیت فراورده­های کاغذی بسته­بندی و نیز فرایند تولید کاغذ بازیافتی شده است. استفاده از مواد افزودنی شیمیایی راهکاری کارآمد در بهبود ویژگی­های خمیرکاغذ و کاغذهای بازیافتی محسوب می­شود. در این میان کاربرد مواد مبتنی بر زیست‌توده مانند نانوسلولز و نیز مواد چند کاربردی مانند پلیمر کاتیونی دی­آلیل دی­متیل آمونیوم کلراید (پلی دادماک) از جنبه­های مختلف فنی و زیست‌محیطی رو به گسترش و مورد توجه است. بنابراین در راستای بهبود ویژگی­های فراورده و فرایند تولید، تأثیر نانوسلولز و پلی­دادمک به­عنوان پلیمرهای دارای ظرفیت های مزبور، در مقیاس آزمایشگاهی مورد پژوهش قرار گرفت.مواد و روش­ها: خمیرکاغذ بازیافتی از آخال قهوه­ای OCC از کارخانه‌های داخلی و بدون هرگونه افزودنی و با درجه روانی 350 میلی­لیتر تهیه شد. مواد شیمیایی پلی دی­آلیل دی­متیل آمونیوم کلراید کاتیونی (پلی­دادماک) با وزن مولکولی متوسط از شرکت Sigma Aldrich و نانوالیاف سلولزی با میانگین قطر 35 نانومتر از شرکت نانونوین پلیمر خریداری ­شد. مواد شیمیایی مزبور در چهار سطح مصرف صفر، 1/0، 15/0 و 2/0 بر مبنای جرم خشک خمیرکاغذ بررسی گردید. تأثیر کاربرد پلیمرهای مزبور به‌صورت منفرد و ترکیبی بر ویژگی­های خمیرکاغذ شامل­ درجه روانی، ماندگاری کل و اتلاف مواد در آنالیزگر DDJ و نیز ویژگی­های کاغذ بازیافتی دست­ساز آزمایشگاهی مشتمل بر دانسیته و شاخص­های مقاومت کششی، ترکیدن و پارگی برابر استاندادهای TAPPI مورد پژوهش قرار گرفت.نتایج: کاربرد منفرد پلیمر­کاتیونی p-DADMAC (سامانه وصله­زنی) منجر به افزایش درصد ماندگاری کل اجزای دوغاب خمیرکاغذ بازیافتی شد، اما افزایش میزان مصرف تغییر محسوسی را در ماندگاری کل نداشت. همچنین میزان مواد عبورکرده از توری DDJ را کاهش داده و نیز افزایش درجه روانی خمیرکاغذ از 350 میلی­لیتر در نمونه شاهد و فاقد هرگونه افزودنی به 430 میلی­لیتر در کمترین سطح کاربرد آن (1/0%) را سبب شده است. همچنین به‌طور چشمگیری دانسیته ظاهری را ارتقا داده که افزایش سطح مصرف آن نیز تأثیر معنی­داری بر این ویژگی ساختاری کاغذ نداشته است. کاربرد منفرد p-DADMAC و افزایش درصد افزودن آن به خمیرکاغذ بازیافتی به‌طور نسبی تغییراتی را عمدتاً افزایشی اما محدود، در مقاومت به کشش و ترکیدن کاغذ بازیافتی به وجود آورده است. نانوالیاف سلولزی نیز به‌صورت کاربرد منفرد منجر به افزایش ماندگاری خمیرکاغذ، دانسیته، شاخص­های کشش و ترکیدن کاغذ، کاهش درجه‌روانی و اتلاف مواد از خمیرکاغذ و نیز افت شاخص پارگی ­گردید. ماهیت آنیونی، سطح ویژه بالا و دارای ظرفیت پیوندهای هیدروژنی سبب این نتایج گزارش شد. کاربرد نانوالیاف سلولزی پس از پلی­دادمک به خمیرکاغذ به­عنوان سامانه مرکب در پایانه تر کاغذسازی، بر ماندگاری روی توری افزوده است که در قالب کاهش اتلاف مواد قابل گزارش است. همچنین غالباً از تأثیر معنی­داری نامطلوب شدیدی بر درجه روانی برخوردار بوده و آبگیری را کندتر و سخت­تر کرده است. کاربرد نانوسلولز پس از p-DADMAC نیز با توجه به درصد افزودن هریک از افزودنی­های مزبور، تأثیرات متفاوتی عمدتاً افزایشی بر ویژگی­های مقاومتی کششی، ترکیدن و پارگی داشته است.نتیجه­ گیری: نشان داده شد که به‌استثنای تأثیر نامطلوب کاهنده کاربرد منفرد نانوسلولز بر شاخص پارگی و درجه روانی، در سایر حالت­های کاربرد منفرد و ترکیبی افزودنی­های شیمیایی نانوسلولز و پلی دادماک، افزایش تمامی ویژگی­های مقاومتی و دانسیته کاغذ، بهبود سهولت آبگیری از خمیرکاغذ، افزایش ماندگاری خمیرکاغذ به هنگام شکل­گیری و کاهش اتلاف مواد در مقایسه با تیمار شاهد قابل دستیابی است. بااین‌حال، کاربرد منفرد پلیمر کاتیونی نسبت به کاربرد منفرد نانوسلولز و نیز ترکیبی آنها، شرایط بهتری را در خمیرکاغذ از منظر ماندگاری و آبگیری پدیدار نمود. البته روند تغییرات ویژگی­های مقاومتی نیز وابسته به درصدهای کاربرد ترکیبی دو ماده شیمیایی متفاوت بوده است.