مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

تاثیر استفاده از لجن فعال تیمار شده با اسید استیک بر ویژگی‌های مقاومتی خمیرکاغذ بازیافتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه صنایع چوب و کاغذ واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ایران
2 گروه صنایع چوب و کاغذ، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ایران
3 گروه صنایع چوب و کاغذ واحد چالوس، دانشگاه ازاد اسلامی ، چالوس، ایران
10.22034/ijwp.2025.2054651.1702
چکیده
بیان مساله و اهداف: این تحقیق، با هدف تأثیر افزودن لجن فعال کارخانه کاغذسازی بر ویژگی‌های مقاومتی خمیرکاغذ بازیافتی انجام شد. روزانه حدود 14 تن لجن کاملاً خشک در این کارخانه تولید می­گردد، که عملاً بدون استفاده است و فعلاً دفن می­گردد. برخی از کارخانه­ها نیز برای کاهش حجم لجن کارخانه کاغذ، آن­‌‌ را می­سوزانند، اما این عمل می‌تواند مشکلاتی را برای محیط زیست به وجود می­آورد. در سیستم‌های نوین صنعتی می­توان از این پسماند­ها و حتی کاغذهای باطله موادی همانند کامپوزیت­های سبز و یا دوستدار محیط زیست تهیه کرد. از جمله روش‌های بازیافت می­توان به پالایش بیشتر، افزودن الیاف بکر و استفاده از مواد افزودنی کاتیونی، استفاده از پسماندهای صنعتی همانند لجن فعال کارخانه کاغذسازی، به همراه انواع افزودنی‌های رایج و در حال توسعه با هدف بهبود مقاومت‌ها و خواص کاغذ اشاره کرد. افزودن مواد شیمیایی می‌تواند باعث افزایش و بهبود برخی از ویژگی‌های کاغذهای بازیافتی حاصل و استفاده بهینه از آن‌ها شود. به همین منظور، از افزودنی­هایی همانند لجن فعال که پسماند کارخانه کاغذسازی است می­توان در این ارتباط استفاده کرد.
مواد و روشها: در این تحقیق ابتدا لجن فعال در زمان 30 دقیقه با اسید استیک 3% پیش تیمار و سپس در حمام بن ماری با دمای 100 درجه سانتی­گراد و زمان­ 90 دقیقه‏ تیمار شد و با نسبت­­های مختلف با خمیر روزنامه باطله، مخلوط و پالایش گردید. نمونه­های آزمونی مطابق با استانداردTAPPI با وزن پایه 120 گرم بر مترمربع تهیه شد و ویژگی‌های مقاومتی آن‌ها اندازه­گیری و مقایسه گردید.
نتایج: نتایج نشان داد که با افزایش لجن فعال تیمار نشده به خمیرکاغذ بازیافتی، مقاومت به پارگی، مقاومت به حلقه شدن، مقاومت به ترکیدن و تعداد تا شدن کاهش یافت. با تیمار شیمیایی لجن فعال با اسید استیک افزایش قابل ملاحظه­ای در تمامی ویژگی­های مقاومتی نمونه­ها مشاهده شد. بررسی طیف FT-IR نمونه‌های تیمار شده نشان داد که تیمار اسید استیک باعث تقویت و فعال شدن گروه‌های عاملی موجود در سطح الیاف لجن فعال شده است.
نتیجه ­گیری: مناسب‌ترین ویژگی­های مقاومتی در سطح 20 درصد لجن تیمار شده در دمای 100 درجه سانتی­گراد و زمان 90 دقیقه بوده است. همچنین با توجه به این که لجن فعال و کاغذ روزنامه باطله هر دو به عنوان مواد ضایعاتی، پسماند و دورریز هستند، می­توان کامپوزیتی ساخت، که در فضای سبز شهری و گلخانه­ای از آن‌ها به صورت فرآورده­های کاربردی تحت عنوان بیوکامپوزیت­های دوستدار محیط زیست استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Lertsutthiwong, P., Khunthon, S., Siralertmukul, K., Noomun, K. and Chandrkrachang, S., 2008. New insulating particleboards prepared from mixture of solid wastes from tissue paper manufacturing and corn peel. Bio resource Technology, 99:4841-4845.
[2] Pappu, A., Saxena, M. and Asolekar, S.R., 2007. Solid wastes generation in India and their recycling potential in building materials. Building and Environment, 42: 2311-2320.
[3] Ghaffari, M., Ghasemian, A., Resalati, H. and Asadpour, G., 2012. Determination of The Optimum Use of Cationic Starch on the Basis of the Mechanical Strengths of Mixed OCC and Virgin NSSC pulps. Iranian Journal of wood and paper industries, 2(2): 121-133. 20.1001.1.20089066.1390.2.2.10.3. (In Persian)
[4] Son, J., Kim, H. and Lee, P., 2001. Role of paper sludge particle size and extrusion temperature on performance of paper sludge–thermoplastic polymer composites. Applied Polymer Science, 82(11): 2709-2718.
[5] Donmez Cavdar, A., Yel, H., Boran, S. and Pesman, E., 2017. Cement type composite panels manufactured using paper mill sludge as filler. Journal Construction and Building Materials, 142: 410–416.
[6] Mir Shokraei, S.A., 1995. Pulp Technology. Payam Noor University Press. Tehran University Publications. 501 pages. (In Persian).
[7] Horace, K. Moo, Y. and Charles, E., 1999. The future of paper industry waste management. Proceedings of the Middle Atlantic Regional Conference, Department of Civil and Environmental Engineering, Lehigh University. Bethlehem, PA. USA. P 81-99.
[8] Mandeep, M., Kumar Gupta, G. and Shukla, P., 2020. Insights into the resources generation from pulp and paper industry wastes: Challenges, perspectives and innovations. Bio resource Technology, 297. Article 122496.
[9] Rudi, H., 2019. Bonding improvement of three times recovered Kraft fibers through coating of chitosan/carboxyl methyl cellulose multilayers. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 25(4): 87-101. 10.22069/jwfst.2018.15806.1775. (In Persian)
[10] Salmah, H., Ismail, H. and Abubakar, A., 2006. Effects of chemical modification of paper sludge filled polypropylene (PP)/Ethylene Propylene Diene Terpolymer (EPDM) composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 25:43.
[11] Husseinsyah, S., Ismail, H. and Bakar, A., 2005. The effect of paper sludge content and size on properties of PP/EPDM composites. Journal of Reinforced Plastic and Composites Polymer, 24:2.147-159.
[12] Passoni, V., Scarica, C., Levi, M., Turri, S. and Griffini, G., 2016. Fractionation of industrial softwood kraft lignin: Solvent selection as a tool for tailored material properties. ACS Sustainable Chemistry & Engineering J, 4(4):2232-2242.
[13] Standard Test Method for folding endurance of paper (Shopper type tester), TAPPI Press, Atlanta, GA, USA. T423 om-89. 1991.
[14] Standard Test Method for Forming hand sheets for Bursting strength of paper, TAPPI Press, Atlanta, GA, USA. T403 om-97. 1997.
[15] Standard Test Method for Forming hand sheets for physical tests of pulp, TAPPI Press, Atlanta, GA, USA. T205 sp-95. 1995.
[16] Standard Test Method for Tensile properties of paper and paperboard (using constant rate of elongation apparatus, TAPPI Press, Atlanta, GA, USA. T494 om-96. 1996.
[17] Standard Test Method for Tensile properties of paper and paperboard (using constant rate of elongation apparatus, TAPPI Press, Atlanta, GA, USA. T496 sp-99. 1999.
[18] Standard Test Method for Thickness (caliper) of paper, paperboard, and combined board, TAPPI Press, Atlanta, GA, USA. T411 om-97. 1997.
[19] Miri, M., Ghasemiyan, A. and Aryaie Monfared, M.H., 2016. Investigation on Optical and Mechanical Properties of MOW Deinked Pulp by Neutral Deinking. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 23(4): 293-314. 10.22069/jwfst.2016.9539.1507. (In Persian)
[20] Vaysi, R. and Kord, B., 2013. The effect of H2O2 are bleaching and DTPA spraying on the brightness stability of hornbeam CMP pulp following accelerated irradiation aging. Bio resource Journal, 8(2):1909-1917.
[21] Hadilam, 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. 10.22059/jfwp.2013.36119. (In Persian)