اثر نانوالیاف سلولز بر کارائی نشاسته‌ کاتیونی در خمیرکاغذ و کاغذ بازیافتی از کاغذهای باطله بسته‌بندی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی فناوری سلولز و کاغذ، دانشگاه شهید بهشتی، زیرآب، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی فناوری سلولز و کاغذ، دانشگاه شهید بهشتی، زیرآب، ایران

چکیده

کاربرد افزودنی‌های شیمیایی نگرشی کارامد در بهبود ویژگی‌های فرایندی و فراورده‌ای کاغذهای بازیافتی بوده که معرفی مواد جدید همیشه مورد چالش و پرسمان است. نانوالیاف سلولزی، به‌عنوان نانوزیست ماده‌ای با خاستگاه الیاف گیاهی اخیرا مورد اقبال کاربردهایی متنوع نظیر کاغذسازی بوده که لزوم ارزیابی عملکرد آن با توجه به تفاوت شرایط دوغاب-های خمیرکاغذ را گوشزد می‌کند. با این هدف، تاثیر نانوالیاف سلولز (1/0، 15/0 و 2/0 درصد خمیرکاغذ خشک) بر عملکرد شناخته‌شده نشاسته کاتیونی (5/0، 75/0 و 1 درصد خمیرکاغذ خشک)، به‌عنوان پرکاربردترین پلیمر مصرفی در خمیرکاغذ بازیافتی از کاغذهای باطله قهوه‌ای بسته‌بندی مورد پژوهش قرارگرفت. نتایج نشان‌داد، افزودن نانوالیاف سلولز پس از نشاسته کاتیونی نه‌تنها منجر به بهبود ماندگاری نشد، بلکه توانائی نشاسته در بهبود ماندگاری را نیز پیوسته و متناسب با افزایش کاربرد؛، کاهش داده‌است. نتایج آبگیری دینامیکی نیز در تائید ماندگاری بوده و کمترین اتلاف مواد در کمترین میزان کاربرد نانوالیاف سلولز بروز یافت. کاربرد منفرد نانو الیاف سلولز درجه روانی را کاهش و افزودن آن پس از نشاسته نیز بهبود چشمگیر آن را به‌همراه نداشته و غالبا آن را تنزل داد. افزودن نانوالیاف سلولز به دوغاب حاوی نشاسته هیچگونه بهبود قابل توجهی در مقاومت‌های کششی و ترکیدن کاغذ بازیافتی نداشته و مقاومت به پارگی را نیز کاهش‌داد. بطور کلی، برخلاف سامانه‌های متداول ماندگاری –آبگیری پلیمر کاتیونی/نانوذرات، کاربرد نشاسته کاتیونی –نانوالیاف سلولزی از تاثیرگذاری مثبتی بر ویژگی‌های خمیرکاغذ و کاغذ حاصل از بازیافت کاغذهای قهوه‌ای بسته‌بندی برخوردار نبوده‌است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Jalali Torshizi, H., Mirshokraie, S.A., Faezipour, M., Hamzeh, Y.and Resalati, H.,2010. Application of galbanum gum (ferula gummosa) polysaccharide as a natural polymer to improve dry strength properties of recycled papers obtained from old corrugated cartons. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 23(4): 345-353. (In Persian).

[2] Gullichsen, J. and Paulapuro, H., 1999. Papermaking Chemistry, Papermaking Science and Technology 19 series, Paper Engineers’ Association Press, Finland.

[3] Andalibian, M., Mahdavi, S., Kermanian, H. and Ramezani, O., 2013. The influence of OCC pulp refining to improve the properties of test liner board. Iranian Journal of Wood and Paper Research, 28(1): 77-88. (In Persian).

[4] Rahmaninia, M., Mirshokraei, S.A., Ebrahimi, Gh. and Nazhad, M.M., 2011. Effect of cationic starch-nanosilica system on retention and drainage of washed OCC pulp. Journal of Forest and Wood Products, 64 (1): 15-22.

[5] Jalali Torshizi, H., Zare Bidoki, S., Ramezani, O. and Rudi, H., 2014. Effect of cationic poly acrylamide - nano bentonite system on retention, drainage and properties of paper recycled from OCC. Iranian Journal of Wood and Paper Research, 29(3): 474-483. (In Persian).

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

[7]  Kajanto, I. and Kosonen, M., 2012. The potential use of micro- and nanofibrillated cellulose as a reinforcing element in paper. Journal of Science & Technology for Forest Products and Processes, 2(6): 42-48.

[8] Myllytie, P., Holappa, S., Paltakari, J. and Laine, J., 2009. Effect of polymers on aggregation of cellulose fibrils and its implication on strength development in wet paper web. Nordic Pulp and Paper Research, 24(2): 125-134.

[9] Jalali Torshizi, H., Zare Bidoki, S., Ramezani, O. and Rudi, H., 2015. Effect of nano silica and cationic polyacrylamide on retention, drainage and strength properties of recycled paper from OCC. Journal of Forest and Wood Products, 68(4): 771-784.

[10] Ioelovich, M. and Figovsky, O., 2010. Structure and properties of nanoparticles used in paper compositions. Mechanics of Composite Materials, 46(4): 435-442.

[11] Merayo, N., Balea, A., Fuente, E., Blanco, A. and Negro, C., 2017. Synergies between cellulose nanofibers and retention additives to improve recycled paper properties and the drainage process. Cellulose, 24(7): 2987-3000.

[12] Hadilam, M.M., Afra, E. and Yousefi, H., 2013. Effect of cellulose nanofibers on the properties of bagasse paper. Journal of Forest and Wood Products, 66(3): 351-366.

[13] Khosravani, A., Jahan latibari, A., Mirshokraei. S.A., Rahmaninia, M. and nazhad, M.M., 2010. Studying the effect cationic starch- anionic nano silica system on retention and drainage. BioResources, 5(2): 939-950.

[14] Niskanen, K., 1999. Paper physics, In: Papermaking Science and Technology  series, vol. 16. .Gullichsen, J., and Paulapuro, H. eds. Fapet Oy, Helsinki, , Finland, 324 p.

 [15] Hassan, E.A., Hassan, M.L. and Oksman, K., 2011. Improvement of paper sheets properties of bagasse pulp with microfibrillated cellulose isolated from xylanase treated bagasse. Wood and Fiber Science, 43(1): 1-7.

[16] Janzadeh, H., Hedjazi, S., Yousefi, H., Mahdavi, S. and Abdolkhani, A., 2014. The effect of using cellulose nanofibers and cationic starch on the properties of soda-aq pulp from rice straw. Journal of Forest and Wood Products, 67(1): 105-117.