تاثیر اختلاط نانوالیاف لیگنوسلولزی حاصل از الیاف کارتن‌ کنگره‌ای کهنه بر ویژگی‌های مقوای بازیافتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد علوم صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران، ایران

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

3 استادیار گروه مهندسی و تکنولوژی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر استفاده از نانو الیاف سلولز جهت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ مورد توجه زیادی قرار گرفته است. اما در این تحقیق، اثر کاربرد نانوالیاف لیگنوسلولزی تهیه شده از ماده اولیه بازیافتی کارتن-های کنگره‌ای کهنه با استفاده از روش مکانیکی سوپر آسیاب دیسکی بر برخی ویژگی‌های مقاومتی و پارامترهای فرآیندی تولید مقوا مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر TEM تهیه شده از نانوالیاف نشان داد که ضخامت این نانوالیاف در محدوده 80-10 نانومتر بودند. سپس، مقادیر مختلف نانوالیاف لیگنوسلولزی به روش اختلاط به خمیرکاغذ اضافه شد. در نهایت، ارزیابی مقاومت به کشش مقوای تولیدی نشان داد که افزودن نانوالیاف لیگنوسلولزی به مقدار 5 درصد باعث بیش از 50 درصد افزایش شاخص مقاومت به کشش در مقوای تولیدی گردید. اگرچه افزودن اختلاطی مقادیر زیاد نانوالیاف منجر به کاهش شاخص مقاومت به خمش (سفتی خمشی)، شاخص مقاومت به پاره شدن و به‌ ویژه درجه روانی خمیرکاغذ گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Moon, R.J., Frihart, C.R. and Wegner, T., 2006. Nanotechnology applications in the forest products industry. Forest Products Journal, 56(5): 4.

[2] Azizi Samir, M., Alloin, F. and Dufresne, A., 2005. Review of recent research into cellulosic whiskers, their properties and their application in nanocomposite field. Biomacromolecules, 6(2): 612-626.

[3] Turbak, A.F., Snyder, F.W. and Sandberg, K.R., 1983, January. Microfibrillated cellulose, a new cellulose product: properties, uses, and commercial potential. In Journal of Applied Polymer Science: Applied Polymer Symposium ;(United States) (Vol. 37, No. CONF-8205234-Vol. 2). ITT Rayonier Inc., Shelton, WA.

[4] Habibi, Y., 2014. Key advances in the chemical modification of nanocelluloses. Chemical Society Reviews, 43(5): 1519-1542.

[5] Khalil, H.A., Davoudpour, Y., Islam, M.N., Mustapha, A., Sudesh, K., Dungani, R. and Jawaid, M., 2014. Production and modification of nanofibrillated cellulose using various mechanical processes: a review. Carbohydrate Polymers, 99: 649-665.

[6] Iwamoto, S., Nakagaito, A.N. and Yano, H., 2007. Nano-fibrillation of pulp fibers for the processing of transparent nanocomposites. Applied Physics A, 89(2): 461-466.

[7] Eriksen, Ø. Syverud, K. and Gregersen Ø., 2008. The use of microfibrillated cellulose produced from kraft pulp as a strength enhancer in TMP paper. Nordic Pulp and Paper Resources Journal, 23(3): 299-304.

[8] Ahola, S., Österberg, M. and Laine, J., 2008. Cellulose nanofibrils—adsorption with poly (amideamine) epichlorohydrin studied by QCM-D and application as a paper strength additive. Cellulose, 15(2): 303-314.

[9] 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.

[10] Espinosa, E., Tarrés, Q., Delgado-Aguilar, M., González, I., Mutjé, P. and Rodríguez, A., 2016. Suitability of wheat straw semichemical pulp for the fabrication of lignocellulosic nanofibres and their application to papermaking slurries. Cellulose, 23(1): 837-852.

[11] Brodin, F.W., Gregersen, O.W. and Syverud, K., 2014. Cellulose nanofibrils: Challenges and possibilities as a paper additive or coating material–A review. Nordic Pulp and Paper Resources Journal, 29(1):156-166.

[12] Rahmaninia, M. and Khosravani, A., 2015. Improving the paper recycling process of old corrugated container wastes. Cellulose Chemistry and Technology, 49(2): 203-208.

[13] González, I., Vilaseca, F., Alcalá, M., Pèlach, M.A., Boufi, S. and Mutjé, P., 2013. Effect of the combination of biobeating and NFC on the physico-mechanical properties of paper. Cellulose, 20(3): 1425-1435.

[14] Khosravani, A., Latibari, A.J., Mirshokraei, S.A., Rahmaninia, M. and Nazhad, M.M., 2010. Studying the effect of cationic starch-anionic nanosilica system on retention and drainage. BioResources, 5(2): 939-950.

[15] Afra, E., Yousefi, H., Hadilam, M.M. and Nishino, T., 2013. Comparative effect of mechanical beating and nanofibrillation of cellulose on paper properties made from bagasse and softwood pulps. Carbohydrate polymers, 97(2): 725-730.

[16] TAPPI T200 sp-01 2001.Laboratory beating of pulp (Valley beater method).

[17] TAPPI T205 sp-02, 2007. Forming handsheets for physical tests of pulp.

[18] TAPPI T410 om-98, 1998. Grammage of paper and paperboard (weight per unit area).

[19] TAPPI T411 om-05, 2007. Thickness (caliper) of paper, paperboard and combined board.

[20] TAPPI T494 om-01, 2007.Tensile properties of paper and paperboard (using constant rate of elongation apparatus).

[21] TAPPI T414 om-04, 2007. Internal Tearing Resistance of paper.

[22] TAPPI T489 om-04, 2007. Bending resistance (stiffness) of paper and paperboard (Taber-type tester in basic configuration).

[23] Ek,‎ M., Gellerstedt, G. and‎ Henriksson, G., 2014. Pulp and Paper Chemistry and Technology, Volume 4, Paper Products Physics and Technology, 251p.