تاثیر بار الکتروستاتیکی کایتوزان بر عملکرد سیستم کایتوزان- نانو سیلیکا در خمیرکاغذ بازیافتی کارتن‌های کنگره‌ای کهنه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

2 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

چکیده

اخیرا استفاده از سیستم کایتوزان-نانوسیلیکا در کاغذسازی، در تحقیقات مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا پژوهش حاضر با تایید نتایج عملکرد این سیستم نانوذره در فرآیند تولید مقوا از خمیرکاغذ بازیافتی کارتن های کنگره ای کهنه، به بررسی عملکرد الکتروستاتیکی پلی الکترولیت کایتوزان در ویژگی های مربوط به فرآیند تولید و کیفیت محصول تولیدی پرداخته است. بر این اساس تغییر pH خمیرکاغذ به عنوان یکی از اصلی ترین عوامل موثر بر بار الکتروستاتیکی کایتوزان در سوسپانسیون خمیرکاغذ درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد، ویژگی های فرایندی (آبگیری از ورقه الیاف و ماندگاری نرمه در گذر اول) تحت تاثیر بار الکتروستاتیکی کایتوزان در محیط خنثی و قلیایی وضعیت بهتری داشته اند. به نظر می سد، با تغییر هرچه بیشتر pH سوسپانسیون به سمت خنثی و قلیایی، ازشدت بار مثبت الکتروستاتیکی کایتوزان و انحلال کاسته شده و به عکس بر بار منفی الیاف افزوده می شود. احتمالا این وضعیت بر نحوه اتصال پلیمر کایتوزان روی الیاف (حالت دم و لوپ)- به صورتی که در تشکیل فلاک موثرتر عمل نماید- تاثیر داشته است؛ به طوری که در شرایط خنثی میزان آبگیری و ماندگاری به ترتیب به میزان هرکدام 5/37 و 8/36 درصد نسبت به تیمار شاهد، 34 و 7 درصد نسبت به حالت اسیدی افزایش نشان داده است. همچنین هرچند سیستم مزبور در افزایش ویژگی‌های مقاومتی نسبت به تیمار شاهد کاملا موفقیت آمیز بوده است، اما تغییرات بار الکتروستاتیکی توسط pH بر ویژگی های مقاومتی (جز افزایش در مقاومت پیوند درونی) تاثیر مثبت اندکی داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Dutta, P.K., Dutta, J. and Tripathi, V., 2004. Chitin and Chitosan: Chemistry, Properties and Applications. Journal of Scientific and Industrial Research, 63:20-31.

[2] El-hefian, E.A., Yahaya, A.H. and Misran, M., 2009. Characterisation of Chitosan Solubilised in Aqueous Formic and Acetic Acids. Maejo International Journal of Science and Technology, 3:415-425.

[3] Nicu, R., Bobu, E. and Desbrieres, J., 2011. Chitosan as Cationic Polyelectrolyte in Wet-End Papermaking Systems. Cellulose Chemistry and Technology, 45:105-111.

[4] Rohi, M., Ramezani, O., Rahmaninia, M., Zabihzadeh, S.M. and Hubbe, M.A., 2016. Influence of Pulp Suspension pH on the Performance of Chitosan as a Strength Agent for Hardwood CMP Paper. Cellulose Chemistry and Technology, 50:873-878.

[5] Myllytie, P., salmi, J. and Laine, J., 2009. The Influence of pH on the Adsorption and Interaction of Chitosan with Cellulose. Bioresources, 4:1647-1662. 

[6] Ashori, A., Cordeiro, N., Faria, M. and Hamzeh, Y., 2013. Effect of Chitosan and Cationic Starch on the Surface Chemistry Properties of Bagasse Paper. International Journal of Biological Macromolecules, 58:343-348.

[7] Sabazoodkhiz, R., Rahmaninia, M. and Ramezani, O., 2017. Interaction of Chitosan Biopolymer with Silica Nano-particle as a Novel Retention/Drainage and Reinforcement Aid in Recycled Cellulosic Fibers. Cellulose, 24:  3433–3444.

[8] Rahmaninia, M., Rohi, M., Hubbe, M.A., Zabihzadeh, S.M. and Ramezani, O., 2018. The performance of chitosan with bentonite microparticles as wet-end additive system for paper reinforcement. Carbohydrate polymers, 179:328-332.

[9] Rahmaninia, M. and Khosravani, A., 2015. Improving the Paper Recycling Process of Old Corrugated Container Wastes. Cellulose Chemistry and Technology, 49:203-208.

[10] Scott, W.E., 1996. Principles of Wet End Chemistry, TAPPI Press, Atlanta, 185 p.

 [11] Alince, B., Vanerek, A. and Van de Ven, T.G.M., 1996. Effects of Surface Topography, pH and Salt on the Adsorption of Polydisperse Polyethylenimine on to Pulp Fibers. Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie, 100:954-962.

[12] Sarwarjahan, M., Noori, A., Ahsan, L., Chowdhury, D.A. and Nasima, M.A., 2009. Effects of Chitosan as Dry and Wet Strength Additive in Bamboo and Acacia Pulp. IPPTA, 21:85-88.

[13] Saarinen, T., 2008. Adsorption studies of polyelectrolytes and enzymes on lignocellulosic model surfaces, Teknillinen korkeakoulu, Sweden, 93 p.‏

[14] Hubbe, M.A., 2006. Bonding Between Cellulosic Fibers in the Absence and Presence of Dry-Strength Agents. Bioresources, 1:281-318.

[15] Kermanian, H., Razmpour, Z., Ramezani, O., Mahdavi, S., Rahmaninia, M. and Ashtari, H., 2013. The influence of refining history of waste NSSC paper on its recyclability. BioResources, 8:5424-5434.

[16] Ek, M., Gellerstedt, G. and  Henriksson, G., 2009. Pulp and Paper Chemistry and Technology, Paper Products Physics and Technology, Volume 4, Stockholm, 342 p.