فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بیان مساله و اهداف: کاغذ به­عنوان ماده‌ای تجدیدپذیر، زیست‌تخریب‌پذیر و قابل­بازیابی، مناسب‌ترین گزینه برای بسته‌بندی سبز محسوب می‌شود. در مقایسه با پلاستیک، بسته­بندی­های کاغذی، به­دلیل ویژگی آب­دوستی ذاتی الیاف سلولزی، هنگامی‌که در طی ذخیره­سازی و فرآیند انتقال، در تماس با آب قرار می­گیرند، مقاومت­های خود را از دست می­دهند. در نتیجه، تهیه بسته‌بندی­های کاغذی مقاوم به آب با مواد زیست­تخریب­پـذیر و دوستدار محیط­زیست بسیار مطلوب است. در این تحقیق، تأثیر استفاده از روش خودتجمعی لایه­به­لایه (LBL) با پلیمرهای زیستی و کربنات­کلسیم­رسوبی اصلاح شده با اسید­ استئاریک، بر ویژگی­های کاغذ، مورد بررسی قرار گرفته است. مواد و روشها: ماده اولیه مورد استفاده برای تهیه کاغذهای دست­ساز، خمیرکاغذ کرافت سوزنی­برگان رنگ­بری شده (LF) با درجه روانی 350 میلی‌لیتر CSF بوده است. به‌منظور بهبود ویژگی­های مقاومتی، الیاف با کربوکسی­متیل­سلولز (CMC) تیمار شدند و سوسپانسیونی از الیاف سلولزی تیمار نشده (70 درصد) و تیمار شده با CMC (30 درصد) (MLF)، برای تهیه کاغذ دست­ساز با گراماژ g/m2 60 مورد استفاده قرار گرفته است. کربنات­کلسیم­رسوبی (PCC) با اسید­استئاریک اصلاح­ شد (MPCC) و با CMC به­عنوان یک عامل کنترل­کننده رئولوژی ترکیب‌شدند، سپس با استفاده از کیتوزان و روش LBL، روی سطح کاغذ دست­ساز رسوب داده شدند. طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) برای تأیید اصلاح PCC  با اسید استئاریک مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین، به‌منظور ارزیابی بار سطحی سوسپانسیون الیاف MLF، محلول کیتوزان و ترکیب CMC+MPCC، پتانسیل زتا اندازه‌گیری گردید. برای بررسی تأثیر اصلاح سطح کاغذ بر ویژگی­ها، ضخامت، گراماژ، شاخص ­مقامت کشش، زاویه تماس آب، زمان جذب آب و جذب آب (کاب)، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج: نتایج طیف FTIR، تیمار سطحی PCC با اسید­استئاریک را به­دلیل وجود گروه­های معین (COOH، CH2 و CH3) در طیف MPCC، که مشخصه اسید­استئاریک بوده است، را تأیید کرده است. بررسی­ها نشان داد که سوسپانسیون MLF، به­دلیل حضور گروه‌های هیدروکسیل در ساختار سلولزی، دارای بار منفی بوده و پتانسیل زتای آن mV 2/103- اندازه‌گیری شده است. محلول کیتوزان، به­دلیل وجود گروه‌های آمین در زنجیره مولکولی، بار سطحی مثبت mV 2/13+ را نشان داد. همچنین، ترکیب CMC+MPCC دارای پتانسیل زتای mV 5/6 - بود که به­دلیل حضور گروه‌های COO- در سطح ذرات CMC می­باشد. اصلاح کاغذ با روش LBL باعث افزایش ضخامت و گراماژ کاغذ گردیده و با افزایش تعداد لایه­ها، این افزایش، روند صعودی داشته است. شاخص ­مقاومت­­کشش کاغذهای اصلاح شده در درصدهای کم اسید­استئاریک در مقایسه با کاغذهای شاهد، بهبود یافته است اما با افزایش درصد اسید­استئاریک مورد استفاده، کاهش یافته است. زمانی­که نمونه‌های کاغذ اصلاح‌شده با چندلایه MPCC با درصدهای مختلف اسید­استئاریک تیمار شدند، زاویه تماس آب و زمان جذب آب افزایش‌یافته و جذب آب (کاب) کاهش یافته است. حداکثر زاویه تماس آب، در کاغذهای تیمار شده با PCC اصلاح‌شده با ۱۲ درصد اسید استئاریک، °17/136، اندازه‌گیری شد که حاکی از افزایش قابل‌توجه خاصیت آب‌گریزی این نمونه‌ها است. نتیجه ­گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که روش LBL، تأثیر بسزایی در بهبود ویژگی‌های ممانعتی و آب‌گریزی کاغذ دارد. روش LBL یک روش ساده، کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست است که بدون نیاز به مواد شیمیایی مضر، می­تواند ویژگی­های کاغذ را بهبود بخشد. بنابراین، این روش می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای تهیه کاغذهای آب‌گریز در صنعت بسته‌بندی و سایر کاربردهای مرتبط مورد استفاده قرار گیرد.