فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بیان مساله و اهداف: فرآورده‌های کاغذی ذاتاً در برابر آتش بسیار آسیب‌پذیرند و به‌راحتی می‌سوزند. این موضوع در کاربردهایی مانند کاغذدیواری، روکش درب، دیوارهای پیش‌ساخته و عایق کابل‌های برق، خطرساز است. به همین دلیل، استفاده از مواد کندسوز برای ارتقای ایمنی و افزایش دوام کاغذ ضروری است.در این پژوهش، از دی‌آمونیوم فسفات و سیلیکات سدیم به‌عنوان مواد پوششی بدون هالوژن و فرمالدئید، همراه با نشاسته کاتیونی، برای بهبود مقاومت به آتش و ویژگی‌های مقاومتی کاغذ حاصل از خمیر سودای باگاس استفاده شد. هدف اصلی تحقیق، ارزیابی اثر این پوشش‌ها بر ویژگی‌های مکانیکی و حرارتی کاغذ و دستیابی به روشی ساده و کم‌هزینه برای تولید کاغذ مقاوم در برابر شعله است.مواد و روشها: در مرحله اول، کاغذ ساخته‌شده از خمیرکاغذ سودای باگاس داخلی با درجه روانی 400 میلی لیترCSF، وزن پایه g/m2 5±125 و ضخامت میانگین mm5/± 185/0 تهیه ­و سپس دی آمونیوم فسفات و سیلیکات سدیم در سه غلظت  (10، 20 و30 درصد) به‌عنوان مواد­ بازدارنده­ آتش به همراه 10 درصد نشاسته کاتیونی به کار گرفته شد. تهیه ­شد. پوشش دهی در دو حالت یک طرفه و دو طرفه با وزن پوشش  g/m2 30- 25 انجام شد. در مرحله دوم، خواص مکانیکی (کشش، ترکیدن و پاره شدن)، مقاومت کاغذ در برابر نفوذ آب (Cobb) و ویژگی­های مقاومت به آتش ( پایداری حرارتی، سوختن و اشتعال­پذیری عمودی) اندازه­گیری و نتایج حاصل از هر مرحله، آنالیز آماری شده و مورد بحث و نتیجه­گیری قرار گرفت.  نتایج: پوشش‌دهی کاغذ با دی‌آمونیوم فسفات و سیلیکات سدیم در حضور نشاسته کاتیونی موجب بهبود خواص مکانیکی، آب‌گریزی و مقاومت در برابر آتش شد. کاغذهای پوشش داده‌شده با دی‌آمونیوم فسفات عملکرد بهتری نسبت به سیلیکات سدیم داشتند؛ به‌ویژه در غلظت 20% که مقاومت کششی افزایش و در غلظت 30% بازده زغال و پایداری حرارتی به‌طور چشمگیری بهبود یافت. آزمون اشتعال‌پذیری نشان داد که کاغذهای تیمارشده با دی‌آمونیوم فسفات رفتار خودخاموش‌شوندگی داشتند. نتایج آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه(FTIR) ، سازوکار  بازدارنده شعله در فاز متراکم را تأیید ‌کرد. آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) نمونه­‌ها، بیشترین درصد باقی‌مانده زغال را نسبت به نمونه تیمار نشده نشان داد. بر اساس مطالعه شکل گسترش شعله، ویژگی­های مقاومت به آتش برای نمونه­‌های تیمارشده در مقایسه با نمونه تیمار نشده بهبود یافتند. در مجموع، هر دو ماده سبب کاهش دمای تجزیه حرارتی و افزایش باقی‌مانده زغال شدند، اما دی‌آمونیوم فسفات در بهبود هم‌زمان خواص مقاومتی و حرارتی مؤثرتر بود.نتیجه­ گیری: به‌طورکلی کاغذ­های پوشش داده‌شده با دی آمونیوم فسفات در مقایسه با سیلیکات سدیم ویژگی­های نسبتاً بهتری را نشان دادند. لذا نتایج پژوهش حاضر تأیید می‌­کنند که با این اصلاح می‌توان کاغذ حاصل از خمیرکاغذ سودای باگاس را با ویژگی­های مقاومت به آتش بسیار خوب،  بازده بالای بازدارندگی شعله و بدون انتشار هالوژن یا فرمالدئید تولید کرد. از ورق‌های کاغذ تیمارشده بر اساس روش مورد مطالعه در پژوهش حاضر می­‌توان به­‌عنوان مواد مقاوم در برابر آتش استفاده کرد.