فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: بکارگیری موثر سامانه‌های شیمیایی کمکی ماندگاری-آبگیری در فرایندهای کاغذسازی حاوی نرمه فراوان؛ از جنبه‌های مختلف فراورده‌ای، اقتصادی، فرایندی و زیست محیطی، اجتناب‌ناپذیر است و سامانه‌های مرکب متعددی مطرح شده‌اند. استفاده از ذرات نانو در پایانه ترِ کاغذسازی و برهمکنش این ذرات با پلی‌الکترولیت‌های کاتیونی در قالب سامانه‌های چندجزئی دلمه‌سازی به‌منظور بهبود کیفیت کاغذ و ویژگی‌های فرایندی تولید آن، بطور گسترده‌ای در سال‌های اخیر مورد توجه بوده‌است. نشاسته کاتیونی و پلی اکریلامید کاتیونی از پرکاربردترین پلی الکترولیت‌های مصرفی صنایع کاغذسازی است. زئولیت‌ها که مواد معدنی بومی، فراوان، ارزان و پایداری در pHهای مختلف آب هستند، کاربردهای گسترده و روزافزونی در مصارف مختلف یافته‌اند. به‌عنوان پرکننده در کاغذسازی نیز نقش‌های مفیدی برای آن گزارش شده‌است. این ماده به‌دلیل سطح ویژه و بار آنیونی زیاد از استعداد کاربرد به‌عنوان نانوذره آنیونی در سامانه‌های مرکب پایانه ترِ کاغذسازی نیز برخوردارست. مواد و روش‌ها: خمیرکاغذ بازیافتی از کارتن‌های کهنه قهوه‌ای (OCC) از کارخانجات داخلی و بدون هرگونه افزودنی و با درجه روانی 315 میلی‌لیتر تهیه‌شد. نانوزئولیت با میانگین اندازه ذرات 38 نانومتر از شرکت پیشگامان محیط زیست پاک، نشاسته کاتیونی با درجه استخلاف 03/0 از شرکت بوباخ‌ساز و پلی اکریلآمید کاتیونی با گرانروی 5500 سانتی پوآز از انبار مصرفی شرکت چوب و کاغذ مازندران تهیه‌شد. سامانه‌های افزودنی دو جرئی شامل به‌ترتیب افزودن نشاسته کاتیونی/نانوزئولیت و سه جزئی شامل به‌ترتیب افزودن نشاسته کاتیونی/پلی اکریلامید کاتیونی/نانوزئولیت با مقادیر کاربرد نشاسته کاتیونی در سطح %1، پلی اکریلامید کاتیونی در سطوح %2/0 و صفر و نیز نانوذرات زئولیت در سطوح صفر، 3/0، 2/0، 1/0 درصد؛ همگی برمبنای جرم خشک خمیرکاغذ، در مقایسه با یکدیگر و تیمار شاهد بررسی شد. ویژگی‌های خمیرکاغذ شامل‌ ماندگاری کل، زمان آبگیری حین ساخت کاغذ آزمایشگاهی، حجم آبگیری در آنالیزگر DDJ و نیز ویژگی‌های کاغذ بازیافتی دست‌ساز آزمایشگاهی مشتمل بر ضخامت و شاخص‌های مقاومت کششی، ترکیدن و پارگی برابر استاندادهای TAPPI مورد پژوهش قرارگرفت. یافته‌ها: نانوزئولیت به‌عنوان بخشی از سامانه سه جزئی منجر به تغییر معنی‌دار زمان آبگیری (تا %16-)، حجم آبگیری (تا %5/8+) و ماندگاری کل (تا %15+) در خمیرکاغذ بازیافتی OCC در مقایسه با تیمار شاهد گردید. در سامانه دو جزئی نیز نسبت به تیمار شاهد، تغییرات معنی‌دار زمان آبگیری (تا %11-)، حجم آبگیری (تا %7+) و ماندگاری کل (تا %12+) مشاهده‌شد. همچنین ضخامت (تا %18+)، شاخص کشش (تا %55+)، شاخص ترکیدن (تا %101+) و شاخص پارگی (تا %20+) کاغذ تولیدشده از سامانه سه جزئی نسبت به تیمار شاهد تغییرات معنی‌داری داشت. سامانه دو جزئی نیز نسبت به تیمار شاهد واجد تغییرات معنی‌داری در ضخامت کاغذ (تا %8+)، شاخص کشش (تا %17+)، شاخص ترکیدن (تا %37+) و شاخص پارگی (تا %6+) بوده‌است. تغییرات معنی‌داری با افزایش سطح کاربرد نانوزئولیت در هر یک از سامانه‌های دو و سه جزئی مشاهده‌شد. با این حال سطح متوسط مطالعه‌شده آن (%2/0) در مجموع از برتری برخوردار بوده-است. نتیجه‌گیری: نانوزئولیت بواسطه سطح ویژه بسیارزیاد، متخلخل و آنیونی، عمدتا بهبود معنی‌داری را در عملکرد هر یک از پلیمرهای کاتیونی نشاسته و پلی اکریلامید در خمیرکاغذ و کاغذ تولیدی از بازیافت کارتن‌های کنگره‌ای کهنه نشان‌داد. بهبود دلمه‌سازی ظریف اجزای دوغاب منجر به ارتقای ماندگاری و آبگیری از خمیرکاغذ و نیز ویژگی‌های ساختاری و مقاومتی کاغذ گردید. شدت تاثیرگذاری آن در حضور دو پلیمر CPAM و نشاسته کاتیونی بیش از تلفیق دو تایی آن با نشاسته کاتیونی بوده تا جائیکه سامانه سه جزئی در مقایسه با سامانه دو جزئی از برتری معنی‌داری در تمامی ویژگی‌های خمیرکاغذ و کاغذ برخوردار بوده‌است. علاوه بر نتایج مثبت مشاهده‌شده در این پژوهش، دسترسی بومی و ارزان، گستره وسیع pH عملکردی نانوزئولیت و نقش آن در جذب آلاینده‌ها، کاربرد آن در واحدهای بازیافت OCC را می‌تواند پیشنهادنماید.