انجمن علوم و صنایع چوب و کاغذ ایران مجله صنایع چوب و کاغذ ایران 2008-9066 17 1 2026 04 21 Feasibility Study on the Production of Cellulose Films from Hypochlorite-Bleached Sugarcane Bagasse Pulp مطالعه امکان سنجی تولید فیلم سلولزی از خمیر کاغذ باگاس رنگبری شده با هیپوکلریت 127 137 735480 10.22034/ijwp.2025.2074743.1733 FA سیده سعاد تفاخ گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی ، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. معراج شرری عضو هیئت علمی دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه چوب و کاغذ محمد هادی مرادیان گروه جنگلداری و صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران بیتا معزی پور گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. Journal Article 2025 11 22 Problem Statement and Objective<br>The excessive consumption of synthetic plastics in the packaging industry poses a major global environmental challenge. Due to their limited biodegradability, these materials contribute significantly to waste accumulation and environmental pollution. On the other hand, agricultural waste is an important, available and inexpensive resource for converting it into biodegradable products, helping to prevent its accumulation in nature, and providing appropriate added value for the production of new products. Sugarcane bagasse, a by-product of the sugar industry, is an abundant and low-cost resource in Iran that can serve as a sustainable raw material for producing biodegradable films. This study aims to produce and evaluate cellulose films derived from hypochlorite-bleached bagasse pulp obtained from Pars Paper Company (Haft-Tappeh) and to investigate their physical, mechanical, and chemical properties for potential application in sustainable packaging.<br>Materials and Methods<br>Hypochlorite-bleached bagasse pulp from Pars Paper Company (Haft-Tappeh), with a freeness of 350 CSF, brightness of 71%, and kappa number of 2, was used. The film production process involved alkalization with 20% sodium hydroxide, etherification with monochloroacetic acid, neutralization and washing with ethanol, preparation of a dope solution with a 6% weight concentration, followed by casting and coagulation in a 10% sulfuric acid bath. The produced films were characterized for mechanical properties, gas permeability, water vapor transmission rate, water contact angle, and degree of substitution according to ASTM standards.<br>Results<br>The resulting cellulose film exhibited a tensile strength of 64 MPa and a Young’s modulus of 2.8 GPa, indicating adequate mechanical strength for packaging applications. The water vapor transmission rate was 248 g/m²·day, and the moisture absorption was 7.7%. Gas permeability values for CO₂ and O₂ were 0.05 and 0.4 Barrer, respectively, reflecting low gas transmission. The degree of substitution of carboxyl groups in the dope solution was 1.4 mmol/g, and the percentage of undissolved fibers was 0.5%, confirming the quality and homogeneity of the prepared dope. The droplet contact angle of 72° indicates balanced hydrophilicity of the film surface.<br>Conclusion<br>Cellulose films produced from sugarcane bagasse present a sustainable and eco-friendly alternative to petroleum-based polymer films for packaging applications. The films demonstrated moderate mechanical strength and barrier performance, making them suitable for various packaging uses. To enhance moisture resistance, surface coating or the incorporation of nanomaterials is recommended. Overall, this study highlights the potential of utilizing agricultural residues as renewable raw materials for developing sustainable packaging solutions, contributing to the reduction of environmental pollution caused by conventional plastics. بیان مسأله و هدف<br>مصرف بی‌رویه پلاستیک‌های سنتزی در صنایع بسته‌بندی یکی از جدی‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی جهان محسوب می‌شود. این مواد به دلیل تجزیه‌ناپذیری در کوتاه‌مدت، موجب انباشت زباله و آلودگی محیط زیست می‌گردند. از طرفی، ضایعات کشاورزی یکی از منابع مهم و در دسترس و ارزان قیمت برای تبدیل آن به محصولات زیست تخریب پذیر و کمک به عدم انباشت آن در طبیعت و ارزش افزوده مناسب جهت تولید محصولات جدید می‌باشند. باگاس نیشکر به‌عنوان محصول جانبی صنایع قند و شکر، منبعی فراوان و کم‌ارزش در ایران محسوب می‌شود که می‌تواند به‌عنوان جایگزین پایدار برای تولید فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر مورد استفاده قرار گیرد. هدف این پژوهش، تولید و ارزیابی فیلم‌های سلولزی از خمیر رنگ‌بری‌شده باگاس نیشکر شرکت کاغذ پارس هفت‌تپه و بررسی خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آن‌ها برای کاربرد در بسته‌بندی پایدار می‌باشد. <br>مواد و روش‌ها<br>در این مطالعه از خمیر رنگ‌بری‌شده هیپوکلریت باگاس شرکت کاغذ پارس هفت تپه با درجه روانی CSF350، درجه روشنی 71 درصد و عدد کاپا 2 استفاده شد. فرآیند تولید فیلم شامل مراحل قلیایی‌سازی با هیدروکسید سدیم 20درصد، اتری‌کردن با مونوکلرواستیک اسید، خنثی‌سازی و شستشو با اتانول، تهیه محلول دوپ با غلظت 6 درصد وزنی و سپس قالب‌ریزی و انعقاد در حمام اسیدی 10 درصد اسید سولفوریک بود. خواص مکانیکی، نفوذپذیری گازها، عبور بخار آب، زاویه تماس قطره آب و درجه جانشینی فیلم‌های تولیدی مطابق استانداردهای ASTM اندازه‌گیری شد.<br>نتایج<br>فیلم سلولزی تولیدشده دارای مقاومت کششی 64 مگاپاسکال و مدول یانگ 8/2 گیگاپاسکال می‌باشد که نشان‌دهنده استحکام مکانیکی مناسب برای کاربردهای بسته‌بندی است. میزان عبور بخار آب 248 گرم بر متر مربع در روز و جذب رطوبت 7/7 درصد اندازه‌گیری شد. نفوذپذیری گازها شامل CO₂ و O₂ به ترتیب معادل 05/0 و Barrer 4/0 اندازه‌گیری شد که از این منظر، دارای مقدار پایینی می‌باشد. در دوپ تهیه شده، درجه جانشینی گروه کربوکسیل 4/1 میلی مول بر گرم و درصد الیاف حل‌نشده 5/0 درصد اندازه‌گیری شده که کیفیت فرآیند تولید و یکنواختی محلول را تأیید می‌کند. میزان زاویه تماس قطره 72 درجه نیز نشان‌دهنده خاصیت آبدوستی متعادل فیلم می‌باشد.<br>نتیجه‌گیری<br>فیلم سلولزی تولید شده از باگاس نیشکر گزینه‌ای پایدار و دوست‌دار محیط زیست برای جایگزینی با فیلم‌های پلیمری نفتی در کاربردهای بسته‌بندی محسوب می‌شود. خواص مکانیکی و سدکنندگی متوسط آن، امکان استفاده در بسته‌بندی محصولات مختلف را فراهم می‌کند. برای بهبود عملکرد در برابر رطوبت، پوشش‌دهی یا ترکیب با نانومواد پیشنهاد می‌شود. این تحقیق نشان داد که بهره‌برداری از پسماندهای کشاورزی می‌تواند نقش مؤثری در توسعه مواد بسته‌بندی پایدار و کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از پلاستیک‌های سنتی داشته باشد. https://www.ijwp.ir/article_735480_1d3dc77334ede37bced9eaa4693661c8.pdf