استفاده از نانو الیاف سلولزی به‌جای خمیرکاغذ الیاف بلند در ساخت کاغذ از باگاس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران

2 استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران

چکیده

در این پژوهش، استفاده از افزودنی‌های نانو الیاف سلولزی و لیگنوسلولزی، نشاسته کاتیونی و پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی به خمیرکاغذ باگاس و تاثیر آنها بر مقاومت‌های مکانیکی کاغذ دست‌ساز با هدف جایگزینی آن‌ها با خمیرکاغذ الیاف بلند سوزنی برگ وارداتی در کارخانه کاغذ پارس مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور ابتدا نمونه‌های خمیرکاغذ باگاس با افزودن 3 درصد نانو الیاف سلولزی، 3 درصد نانو الیاف لیگنو سلولزی، نشاسته کاتیونی در سه سطح 5/0، 7/0 و ۱ درصد و پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی نیز در سه سطح 03/0، 05/0 و 1/0 درصد به طور مجزا بررسی شد. در مرحله بعد 3 درصد نانو الیاف سلولزی و 3 درصد نانو الیاف لیگنوسلولزی به همراه 5/0 درصد نشاسته و یا 05/0 درصد پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی مخلوط شد. نتایج نشان داد که افزودن نانو الیاف سلولزی به همراه پلی‌اکریل‌آمید و نشاسته کاتیونی باعث افزایش مقاومت‌ها به صورت معنی‌دار شد. بهترین تیمار مربوط به افزودن 3 درصد نانو الیاف لیگنوسلولزی به همراه 5/0 درصد نشاسته کاتیونی بود که مقاومت کششی و ترکیدن آن بیش‌تر و مقاومت به پارگی و تا خوردگی آن کمتر از تیمار حاوی 5/12 درصد خمیرکاغذ الیاف بلند بود. به‌طوری‌که این تیمار در مقایسه با کاغذ ساخته شده از خمیرکاغذ باگاس خالص شاهد رشد شاخص‌های مقاومت کششی، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به پارگی و مقاومت به تا خوردگی به ترتیب 57/16، 47/8 ، 77/9 و 85/168 درصد را نشان داد.

کلیدواژه‌ها


[1] Samariha, A. and Hemmasi, A.H., 2005. Study of chemical and anatomical properties of bagasse used in    Pars Paper Factory. Agricultural Science Islamic Azad University, 13(3):465-478. (In Persian).

[2] Hadilam, M. M., 2012. Production and evaluation of nanofibrillated cellulose (NFC) prepared from α-cellulose and comparative assessment of it›s using in chemical paper and bleached bagasse paper. M.Sc. thesis. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. (In Persian).

[3] Johansson, C., Jarnstrom, L., Koch, K., Menzel, C., Olsson, E. and Andersson, R., 2013. A fiber-based substrate provided with a coating based on biopolymer material and a method of producing it. WIPO Patent WO2013180643A1.

[4] Hassan, E. A, Hassan, M. L. and Oksman, K., 2011. Improving bagasse pulp paper sheet properties with microfibrillated cellulose isolated from xylanase-treated bagasse. Wood and Fiber Science, 43(1):76-82.

[5] Hii, C., Oyvind W. G., Chinga-Carrasco, G. and Eriksen, O., 2012. The effect of MFC on the press ability and paper properties of TMP and GCC based sheets. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 27(2):388-396.

[6] Hadilam M. M., Afra, E. and Yousefi, H., 2013. Effect of Cellulose Nanofibers on the Properties of Bagasse Paper. Forest and Wood product, 66(3):351-366. (In Persian).

[7] González, I., Boufi, S., Pèlach, M. A., Alcalà, M., Vilaseca, F. and Mutjé, P., 2012. Nanofibrillated cellulose as paper additive in eucalyptus pulps. BioResources, 7(4):5167-5180.

[8] Afra, E., Yousefi, H. and Aliniya Lakani, S., 2014. Properties of Chemi-Mechanical Pulp Filled with Nanofibrillated and Microcrystalline Cellulose. Biobased Materials and Bioenergy, 8(5):489-494.

[9] Taipale, T., Österberg, M., Nykänen, A., Ruokolainen, J. and Laine, J., 2010. Effect of microfibrillated cellulose and fines on the drainage of kraft pulp suspension and paper strength. Cellulose, 17(5):1005-1020.

[10] Sehaqui, H., Zhou, Q. and Berglund, L. A., 2013. Nano fibrillated cellulose for enhancement of strength in high-density paper structures. Nordic pulp and paper, 28(2):182-189.

[11] Rezayati Charani, P., Dehghani-Firouzabadi, M., Afra, E., Blademo, Å., Naderi, A. and Lindström, T.,  2013. Production of microfibrillated cellulose from unbleached kraft pulp of Kenaf and Scotch Pineand its effect on the properties of hardwood kraft: microfibrillated cellulose paper. Cellulose, 20(5):2559-2567.

[12] Petroudy, S. R. D., Syverud , K., Chinga-Carrasco, G., Ghasemain, A. and Resalati, H., 2014. Effects of bagasse microfibrillated cellulose and cationic polyacrylamide on key properties of bagasse paper. Carbohydrate Polymers, 99(2):311–318

[13] Moradian, M.H., RezayatiCharani, P. and Saadatnia, M., 2015. Improving Paper Breaking Length Using Cellulosic Nano Fibers in Bagasse Pulp. Forest and Wood product, 69(3):603–614. (In Persian).

[14] Asadpour, G., Resalati, H., Dehghani, M. R., Ghasemian, A. and Mohammad Nazhad, M., 2015. Comparison of using single and dual retention aid system on newspaper pulp properties. Wood and Forest Science and Technology, 22 (2):75-93. (In Persian).

[15] Rodriguez, J. M., 2008. Micro and Nanoparticles in Papermaking. Translated to Persian by Latibari, A. J., Khosravani, A., Nabavi, S. M. H., 2011. Ayzh publication, p 7.

[16] Spence, K. L., Venditti, R. A., Rojas, O. J., Habibi, Y. and Pawlak, J. J., 2011. A comparative study of energy consumption and physical properties of microfibrillated cellulose produced by different processing methods. Cellulose, 18(4):1097-1111.                                                                     

[17] Ankerfors, M., 2012, Licentiate thesis, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.

[18] Nechyporchuk, O., Belgacem, M.N. and Bras, J., 2016. Production of cellulose nanofibrils: A review of recent advances. Industrial Crops and Products. In press.