per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
311
322
10.22092/ijwpr.2018.116312.1447
116374
Research Paper
تاثیر کربنات کلسیم رسوبی و پروتئین سویا بر ویژگیهای خمیرکاغذ بازیافتی از کاغذهای باطله چاپی و نوشتاری
Effect of Precipitated Calcium Carbonate and Soy Protein on Properties of Writing and Printing Recycled Pulp
علی صفی زاده
a.safizadeh@mail.sbu.ac.ir
1
حسین جلالی ترشیزی
h_jalali@sbu.ac.ir
2
حمیدرضا رودی
h_rudi@sbu.ac.ir
3
علی پرتوی نیا
a_partovi@sbu.ac.ir
4
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی
استادیار، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.311.64.3.1578.1610 لزوم بازیافت انواع کاغذ و مقوا از جنبههای مختلف روشن است و ارزش افزوده چشمگیری را بویژه در مورد کاغذهای چاپ و نوشتاری بههمراه دارد. امکان کاربرد و نیز افزایش سهم پرکنندههای معدنی در کاغذسازی مورد توجه روزافزون بوده و درصورت افزودن به خمیرکاغذهای بازیافتی، مضاعفشدن مزایا را دربر دارد؛ که اخیراً مورد پژوهش قرار گرفتهاست. ماهیت الیاف بازیافتی و نیز تمایل به کاربرد پرکننده، استفاده از افزودنیهای مقاومت خشک را اجتنابناپذیر ساخته که چسبهای طبیعی و اقتصادی برای این هدف، همیشه مورد جستجو است. در این راستا، تاثیر پرکننده کربنات کلسیم رسوبی (PCC) و پروتئین سویا بر ویژگیهای خمیرکاغذ بازیافتی کاغذهای باطله چاپ و نوشتاری بررسیشد. تصاویر SEM ماندگاری پرکنندهها را تائیدنموده و با نتایج خاکستر کاغذ نیز سازگار است، لیکن افزایش سهم پرکننده منجر به کاهش خاکستر گردید. پروتئین سویا بهبود ماندگاری پرکننده اولیه موجود در خمیرکاغذ بازیافتی و نیز PCC را موجب شد. نگهداشت پرکننده اولیه منجر به افزایش ماندگاری کل در حضور پروتئین سویا شده و تاثیر مشابهی نیز در کاربرد همزمان PCC و پروتئین سویا نسبت به عدم حضور پروتئین قابلگزارش است. بطوریکه عدم کاربرد پروتئین منجر به کاهش معنیدار ماندگاری کل خمیرکاغذ بازیافتی گردید. ماهیت پلیمری و دارابودن گروههای عاملی متنوع در زنجیره زیست بسپار پروتئین سویا در استدلال این نتایج قابل ذکرست. افزودن پروتئین سویا منجر به بهبود معنیدار درجه روانی خمیرکاغذ فاقد PCC تا حدود %8 شده که این تاثیر در پیشاختلاط با بالاترین سطح کاربرد PCC (%15) نیز مشاهدهگردید. جایگزینی الیاف بازیافتی با PCC نیز منجر به بهبود معنیدار درجه روانی گردید. نتایج مشاهدهشده درجه روانی توسط زمان آبگیری از خمیرکاغذ نیز تائید گردید. کاربرد PCC در تمامی سطوح 10، 12، %15 و نیز پیش اختلاط آن با پروتئین سویا منجر به کاهش غیرمعنیداری جذب آب کاغذ شد. با اینحال، شاخص کششی کاغذ بواسطه کاربرد PCC و پروتئین سویا کاهش یافت.
Recycling necessity of different paper and board grades is clear from various points of view which is accompanied with huge value addition, especially in writing and printing papers. Mineral filler applicability and its more usage in papermaking are increasingly focused and for recycled pulp, include binary advantages, which have recently researched. The characteristics of recycled fiber and interest in fillers, made the application of dry strength additives inevitable that natural and economical adhesives for this purpose are always seeking. In these regards, effects of precipitated calcium carbonate (PCC) and Soy Protein (SP) on recycled pulp from writing and printing waste papers were investigated. SEM micrographs proved PCC retention which is compatible with the paper Ash results, but ash percentage declined by filler more addition. SP improved initially filler retention originated from the recycled pulp and also the PCC retention. Preservation of the initially filler caused higher total retention in the presence of SP and the same effect is reportable in simultaneously utilization of PCC and SP compared to the SP absence. So, the recycled pulp total retention decreased meaningful in lack of SP. Polymeric and various functional groups in the SP biopolymer could be attributed for these results. SP employment improved freeness (CSF) of the recycled pulp up to 8% and was observed in the highest premixing of SP/PCC (15%). Replacing of recycled fibers by PCC also improved freeness, meaningful. The freeness results were proved by drainage time of the pulp in handsheet maker. PCC application in the all studied levels (10, 12, 15%) and its premixing by SP reduced the paper water absorbency, unmeaningful. However, the paper tensile index declined by PCC and SP consumption.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116374_dff1ca2a5d0dfb4d0a339502447253aa.pdf
کربنات کلسیم رسوبی
پروتئین سویا
ویژگی های خمیرکاغذ بازیافتی چاپ و نوشتاری
Precipitated Calcium Carbonate
Soy protein
Writing and Printing Recycled Pulp Properties
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
323
336
10.22092/ijwpr.2018.106563.1347
116673
Research Paper
بررسی تأثیر مدیریت زبالههای آنیونی از طریق خارجسازی و خنثیسازی مواد محلول و کلوئیدی (DCS) بر ویژگیهای خمیر و کاغذCMP
Investigate the effect of anionic trash management through removal and neutralization of dissolved and colloidal substances (DCS) On properties of CMP pulp and paper
مقدسه اکبری
akbari_moghadase@yahoo.com
1
حسین رسالتی
hnresalati@yahoo.com
2
احمد رضا سرائیان
saraeyan@yahoo.com
3
محمدرضا دهقانی فیروز آبادی
m_r_dehghani@mail.ru
4
کارشناس ارشد صنایع خمیر وکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
استاد صنایع چوب و کاغذ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
استاد صنایع چوب و کاغذ دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
دانشیار، تکنولوژی خمیر و کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.322.64.3.1576.80 طی فرآیند تولید کاغذ، خصوصاً هنگامی که از خمیرهای مکانیکی یا خمیرهای بازیافتی استفاده میشود مقدار زیادی مواد محلول و کلوئیدی (DCS) تشکیل شده و در آب فرآیندی پراکنده یا حل میشوند. تجمع DCS طی عملیات کاغذسازی با افزایش بسته شدن سیستمهای آب فرآیندی، اثرات زیانآور مختلفی را بر فرآیندهای کاغذسازی و محصولات کاغذی میگذارد. بنابراین حذف یا کنترل DCS به منظور غلبه و یا کاهش اثرات منفی این مواد مزاحم، امری کاملاً ضروری است.در این تحقیق تأثیر خنثیسازی زبالههای آنیونی با استفاده از خنثیکنندههای مختلف و همچنین شستوشوی خمیر (خارجسازی زبالههای آنیونی) بر ویژگیهای خمیر و کاغذ CMP مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور بعد از آمادهسازی اولیه خمیرهای شیمیایی- مکانیکی (CMP) و خمیر الیاف بلند کرافت رنگبری شده و اختلاط این خمیرها با یکدیگر، ماده پرکننده معدنی کربنات کلسیم رسوبی (PCC) اضافه گردید. سپس عامل کمک نگهدارنده کاتیونی که در این تحقیق پلیاکریلآمید کاتیونی بوده است، به مخلوط اضافه گردید. جهت خنثیسازی و کاهش اثرات منفی زبالههای آنیونی، سطوح مختلف پلیدادمک با جرم مولکولی 200000 – 100000 (025/0، 05/0، 1/0، 15/0 درصد) و پلیآلومینیومکلراید (پک) (1/0، 25/0، 5/0 درصد) قبل از افزودن عامل کمک نگهدارنده اضافه شد. نتایج نشان داد که استفاده از خنثیکنندههای مختلف موجب بهبود پتانسیلزتا و زمان آبگیری، افزایش ماندگاری کل شده است؛ اما موجب کاهش شاخص مقاومت به ترکیدگی شده که به لحاظ آماری معنیدار نبوده است. تیمار شستوشو و آبگیری خمیرکاغذ CMPموجب کاهش COD و یا به عبارتی دیگر کاهش میزان زبالههای آنیونی با منشأ آلی در خمیر کاغذ شده است. تیمار شستوشوی خمیر موجب بهبود زمان آبگیری از خمیر، ماندگاری کل گردیده است، اما شاخص مقاومت به ترکیدگی را کاهش داده است. با توجه به نتایج بدست آمده، میتوان استفاده از پلیالکترولیتهای کاتیونی را به عنوان راهکار مناسب جهت کاهش اثرات مضر زبالههای آنیونی و ماندگاری بیشتر اجزای سوسپانسیون معرفی کرد
During the paper manufacturing process, especially when mechanical pulp or recycled pulp used, a large amount of soluble and colloidal substances (DCS) are comprised and dispersed or dissolved in the process water. Accumulation of DCS during the papermaking operation with the increasing closure process water systems, can have a variety of deleterious effects on papermaking process and paper products. In this study, The effect of anionic trash neutraliziation was investigated by using different catcher anionic tarsh and also pulp washing (removal of anionic trash) on the CMP pulp and paper properties. After the initial preparation chemi-mechanical pulp (CMP), bleached long fiber kraft pulp and mixing the pulps with each other, filler of precipitated calcium carbonate (PCC) was added. Then a cationic retention aid That in this research has been cationic polyacrylamide were added to the mix. To neutralization of and reduce the negative effects of anionic trash, different levels of poly DADMAC with molecular weight 100000-200000 (0.025, 0.05, 0.1, 0.15%) and poly aluminium chloride (PAC) (0.1, 0.25, 0.5%) was added before adding of retention aid. Results showed that the use of different neutralizers imprived of zeta potential and drainage time of pulp, and increase of total retention; but reduces burst index of paper that was not significant statistically. CMP pulp washing and drainage treatment caused reducing COD and on the other hand reduced the amount of anionic trash with organic origin. Washing treatment pulp improved drainage time from pulp, total retention; but reduced burst index. Based on these findings, using cationic polyelectrolyte can introduce as a good strategy to reduce the harmful effects anionic trash and more retention suspension components.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116673_8d79f8ae677db3a911e003dea67f89f9.pdf
مواد محلول و کلوئیدی (DCS)
خنثیکننده زباله آنیونی
خمیر CMP
پلیالکترولیتهای کاتیونی
Soluble and colloidal substances (DCS)
anionic trash catcher
CMP pulp
cationic polyelectrolyte
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
337
346
10.22092/ijwpr.2018.120207.1453
116674
Research Paper
بررسی تأثیر استفاده از نانو الیاف سلولزی و خمیرکاغذ شیمیایی وارداتی روی کاغذ بادوام ساخته شده از الیاف زیرشانه
The effect of using cellulosic Nanofiber and imported chemical pulp and paper on durable paper made of below comb fibers
یعقوب مامی زاده
1
جعفر ابراهیم پور کاسمانی
jafar_kasmani@yahoo.com
2
دانشآموخته کارشناسی ارشد، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران
گروه مهندسی چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.337.64.3.1576.1607
در صنعت نساجی الیاف زیرشانه از لحاظ طول و قطر در محدودهای قرار دارند که در صنایع خمیرکاغذ و بهخصوص ساخت کاغذهای بادوام بهعنوان ماده اولیه مناسب میتوان استفاده نمود؛ بنابراین این تحقیق بهمنظور بررسی بهبود ویژگیهای کاغذ بادوام ساخته شده از الیاف زیرشانه با استفاده از نانو الیاف سلولزی انجام شد. در این بررسی خمیرکاغذ الیاف زیرشانه و خمیرکاغذ شیمیایی وارداتی از یکی از کارخانههای تهیه کاغذ بادوام تهیه و به آزمایشگاه انتقال یافت. نانو الیاف سلولزی از شرکت نانو نوین پلیمر تهیه و در چهار سطح 0، 3/0، 6/0 و 9/0 درصد مصرف شد. پس از اختلاط خمیرکاغذ با نانو الیاف سلولزی در درصدهای مشخص، کاغذهای دستساز 90 گرمی ساخته شد و در نهایت خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذهای ساختهشده حاصل از خمیرکاغذهای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش نانو الیاف سلولزی تا 9/0 درصد شاخص مقاومت کششی، شاخص مقاومت به ترکیدن، شاخص مقاومت به پاره شدن و مقاومت به تا شدن نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 7/22، 9/38، 7/7 و 348 درصد افزایش یافت. با افزایش نانو الیاف سلولزی تا 9/0 درصد صافی سطح نسبت به نمونه شاهد، 9/7 درصد افزایش و تخلخل، و جذب آب نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 69 و 9/7 درصد کاهش یافت. نتایج SEM نیز نشان داد با افزایش درصد نانو الیاف سلولزی خلل و فرج بسیار کمی مشاهده شد.
In textile industry the bellow comb fibers are located in a range in terms of their length and diameter that it can be used as proper raw material especially in paper dough industries; therefore, present study tries to consider improvement of durable paper's properties made of cellulosic nanofibers. In this consideration, the below comb fiber of pulp and paper imported chemical pulp are prepared from a company that is producing durable papers and they were transferred to laboratory. Cellulosic nanofiber has been prepared from Nano Novin Polymer Co., and it has been consumed at 4 levels of 0, 0.3, 0.6 and 0.6%. After mixing pulp with cellulosic nanofiber at determined percentages, the handmade 90 g.m-1 papers were made and eventually physical and mechanical properties of these papers were evaluated. The results showed that enhancement of cellulosic nanofibers till 0.9% has led to enhancement of tensile strength, bursting resistance, tearing strength and folding strength comparing to control sample up to 22.7, 38.9, 7.7 and 384% respectively. Increasing the amount of cellulosic nanofibers up to 0.9% the surface smoothness has increased up to 7.9% comparing to control; moreover, water absorption and pores were reduced as 69 and 7.9% respectively. The SEM results showed that enhancement of cellulosic nanofiber percentage has led to reduction of pores.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116674_e37c22a4d2b02b64adbda6448ab001ee.pdf
نانو الیاف سلولزی
خمیرکاغذ شیمیایی وارداتی
کاغذ بادوام
الیاف زیرشانه
خواص فیزیکی و مکانیکی
cellulosic nanofiber
imported chemical pulp
durable paper
bellow comb fibers
PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
347
358
10.22092/ijwpr.2018.120396.1457
116675
Research Paper
مقایسه تاثیر الیاف سلولزی و الیاف پشم سنگ بر مقاومت های مکانیکی و ضربه بالستیک نانوکامپوزیت اپوکسی-بنتونیت
Effect of Cellulosic and Rockwool Fibres on Mechanical strengths and Ballistic Impact of Epoxy-bentonite NanoComposite
اشکان کشاورز روبهقانی
a.keshavarzroobehagh@mail.sbu.ac.ir
1
حسین جلالی ترشیزی
h_jalali@sbu.ac.ir
2
فرانک محمد کاظمی
f_mkazemi@yahoo.com
3
مجتبی کوشا
m_koosha@sbu.ac.ir
4
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.347.64.3.9.1578
امروزه پژوهش پیرامون کاربرد بهینه منابع طبیعی در تولید فراوردهها بجای منابع فسیلی و تجدیدناپذیر از اهمیت روزافزونی برخوردارست. منابع سلولزی بهعنوان اتکای آتی فراوردههای سبز و منابع معدنی بهعنوان موادی فراوان، ارزان و دردسترس بویژه در ایران؛ گزینههای مناسبی برای تولید فراوردههای متنوع هستند. بنابراین تاثیر کاربرد (25/0 و 5/0 درصد جرم کامپوزیت) الیاف سلولزی و پشم سنگ در حضور (1/0 و 2/0 درصد جرم کامپوزیت) و عدم حضور نانوبنتونیت بر ویژگیهای متداول و ویژه کامپوزیت با بستر رزین اپوکسی بررسی گردید. ویژگیهای مقاومت کششی (9/47 مگاپاسکال)، مدول گسیختگی (3/86 مگاپاسکال) و مدول الاستیسیته (2100 مگاپاسکال) کامپوزیت اپوکسی/الیاف معدنی و نیز نانوکامپوزیت اپوکسی/بنتونیت نسبت به کامپوزیت اپوکسی/الیاف سلولزی از برتری برخوردار بودهاست. با این حال در کامپوزیت اپوکسی/الیاف سلولزی میزان جذب انرژی ضربه بالستیک بیشتر و مساحت تخریبشده ناشی از ضربه مزبور کمتر از کامپوزیت اپوکسی/الیاف معدنی بوده و حفاظت بیشتری از کامپوزیت در برابر ضربه بالستیک ایجاد گردید. ویژگیهای کششی، گسیختگی و الاستیسیته تابع نوع و میزان کاربرد تلفیقی نانوبنتونیت و الیاف طبیعی در کامپوزیت بوده و بطور کلی الیاف معدنی موفقتر از الیاف سلولزی در ماتریس اپوکسی/نانوبنتونیت عمل نمودهاست. در نقطه مقابل، انرژی ضربه بالستیک جذبشده توسط کامپوزیت و نیز مساحت تخریبشده، در نانوکامپوزیتهای الیاف سلولزی موفقتر از الیاف معدنی بودهاست. بنحویکه بیشترین مقادیر مشاهدهشده انرژی جنبشی جذبشده (7/60 ژول) و کمترین سطح تخریبشده (7/10 سانتیمترمربع)، از کاربرد بالاترین سطح الیاف سلولزی (%5/0) و نانوبنتونیت (%2/0) بدستآمد.
Nowadays, research studies about optimal application of natural resources in products manufacturing instead of fossil and non-renewable resources are of utmost and ever growing importance. Cellulosic resources as the future reliance of Green products and also mineral mines as plenty, cheap and available materials, especially in Iran, are appropriate options for various products developing. Then, effects of cellulosic fibers and Rockwool fibers (0.25% and 0.5%) in the absence and presence (0.1% and 0.2%) of nano bentonite on conventional and specific properties of Epoxy composite were evaluated. Tensile strength (47.9 MPa), modulus of rupture (86.3 MPa) and modulus of elasticity (2100 MPa) for the mineral fiber/epoxy composite and bentonite/epoxy nanocomposite were higher than the cellulosic fiber/epoxy composite. However, cellulosic fiber/epoxy composite showed higher energy absorption of the ballistic impact with lesser damage area caused by the impact than rockwool/epoxy composite which provide better protection against the ballistic impact. In the presence of nano bentonite particles into the epoxy resin context, rupture and elasticity moduli and tensile strength were dependent on the type and amounts of the additives with superiority of the mineral fibres/epoxy nanocomposite than the cellulosic fibers ones. In contrast, the composites energy absorption caused by the ballistic impact and its damaged area were more successful and favorable in cellulosic fibers than the mineral ones. Somehow that the highest absorbed energy of ballistic impact (60.7 J) and the least damaged area (10.7 cm2) were achieved by the highest application of cellulosic fibers (0.5%) and nano-bentonite (0.2%).
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116675_6787dd9a768d97446805d731ecd5906b.pdf
الیاف سلولزی
الیاف معدنی
ضربه بالستیک
ویژگیهای نانوکامپوزیت
Cellulosic fibers
Mineral fibers
Ballistic impact
nanocomposite properties
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
359
369
10.22092/ijwpr.2018.120886.1465
116676
Research Paper
تاثیر پیشهیدرولیز بر روی لیگنینزدایی چوب ممرز
The influence of pre-hydrolysis on the delignification of Hornbeam wood
عبدالرحیم محب علیان
a.mohebalian@yahoo.com
1
احمد جهان لتیباری
latibari.aj@gmail.com
2
آژنگ تاجدینی
a.tajdini@gmail.com
3
شادمان پورموسی
sh.pourmosa@gmail.com
4
کارشناس ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران
استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، ایران
دانشیار،گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران
دانشیار،گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.359.64.3.1578.1586
در این تحقیق تاثیر پیش هیدرولیز قلیایی خرده چوب ممرز در هیدروکسید سدیم با غلظتهای 5، 5/7 و 10 درصد (بر مبنای وزن خشک چوب) و دو دمای 60 و 90 درجه سانتیگراد، مطالعه شده است. خرده چوب پیش فرآوری شده و خرده چوب شاهد با فرآیند سودا در شرایط ثابت خمیر کاغذ تبدیل شده است. مقدارهمی سلولزهای خارج شده و هیدروکسید سدیم مصرف شده پس از پیش هیدرولیز قلیایی و بازده، درجه روانی، عدد کاپا و مقاومتهای خمیر کاغذ سودا ساخته شده ازخرده چوب هیدرولیز شده و شاهد اندازه گیری شده است. تاثیر غلظت هیدروکسید سدیم و دمای پیش هیدرولیز در ویژگی های اندازه گیری شده تجزیه و تحلیل آماری شده است. پیش هیدرولیز قلیایی تا 2/4 درصد همیسلولزها (مبنای وزن خشک چوب) را از خرده چوب ممرز خارج کرده است، همچنین بر روی لیگنین زدایی چوب ممرز پیش هیدرولیز شده تاثیر مثبت داشته و بازده کل، وازده پخت و عدد کاپای خمیر کاغذ سودا کاهش یافته است که دلیل آن ضعیف شدن پیوند بین کربوهیدراتها و لیگنین در چوب میباشد. مقاومت در برابرکشش خمیر کاغذ سودا از خرده چوب پیش هیدرولیز شده کاهش یافته و با زیاد شدن غلظت هیدروکسید سدیم مقدار مقاومت به کشش کاهش یافته و مقدار آن کمتر از نمونه شاهد می باشد. مقاومت در برابر پاره شدن خمیر کاغذ از خرده چوب های پیش فرآوری شده نیز به میزان جزیی کاهش یافته ولی تاثیر عوامل مورد بررسی بر آن معنی دار نشده است که علت آن حذف بخشی از همی سلولز ها و ضعیف شدن الیاف در مرحله جداسازی الیاف و بریده شدن آنها بوده است.
In this research, the influence of two temperatures (60 and 90°C) and three dosages of sodium hydroxide (5, 7.5 and 10%, based on the dry weight) on hornbeam wood chips alkaline pre-hydrolysis and soda pulping was studied. Soda pulping of both pre-hydrolyzed and control chips were conducted applying constant pulping variables. The effect of pre-hydrolysis on hemicelluloses removal and sodium hydroxide consumption and pulp characteristic including total yield, reject, pulp freeness, kappa number, and pulp strengths were measured and statically analyzed. In case the effect of variable on measured property was statistically significant, then Duncan multiple range grouping of the measured property was arranged. The result revealed that pre-hydrolysis removed almost 4.2% (based on dry wood) of hemicelluloses of the wood and pre-hydrolysis demonstrated easier soda pulping delignification, due to weakening the lignin-carbohydrate bonds and both total yield, reject and kappa number were reduced. Tensile strength index of the pulp produced using pre-hydrolyzed chips war lower and as the dosage of sodium hydroxide increases, the tensile strength index was reduced initiated from the removal of hemicelluloses which is also lower than control pulp, Tear strength index of the soda pulp from pre-hydrolyzed chips was mildly reduced which is anticipated to be the consequence of fiber weakening and fiber breaking during cooked chips defibration. The effect of pre-hydrolysis variables on tear strength was not statistically significant. Based on the result of this study, hornbeam wood can be a potential source of bio-refining based on lignocellulosic material.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116676_4609ba9451f476ed8cf4d040222a96d3.pdf
ممرز
پیش هیدرولیز
مقاومت
بازده
عددکاپا
همیسلولز
hornbeam
pre-hydrolysis
Strength
yield
kappa number
hemicelluloses
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
369
380
10.22092/ijwpr.2018.120935.1464
116677
Research Paper
بررسی تاثیر استفاده از فرایند لیگنین زدایی با اکسیژن برروی ویژگی های خمیرکاغذ کرافت پوست کنف
Investigating the effect of using oxygen delignification process on kenaf bast kraft pulp properties
فرهاد زینلی
farhad.zeinaly@yahoo.com
1
علی کاظمی تبریزی
eng_akt@yahoo.com
2
یاشار عیناللهی
yashar.ey2009@yahoo.com
3
فراز اسدی ملک جهان
farazasadim@yahoo.com
4
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و محیطزیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و محیطزیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.369.64.3.1576.1601
حذف عمده لیگنین خمیرکاغذ گامی مهم در بهبود فرایند رنگبری است. درحقیقت اجرای مرحله لیگنینزدایی با اکسیژن قبل از فرایند رنگبری، مرحلهای اساسی در بهینهسازی و کاهش آلودگی فرایند رنگبری خواهد بود. در این پژوهش، تاثیر اجرای فرایند لیگنینزدایی با اکسیژن تحت شرایط فرایندی متفاوت برروی ویژگیهای شیمیایی، فیزیکی، مکانیکی و نوری خمیرکاغذ کرافت پوست کنف بررسی گردید. خمیرکاغذ کرافت پوست کنف با عدد کاپای 22، گرانروی 1154 میلیلیتر بر گرم و درجه روشنی 38 درصد ایزو آمادهسازی گردید. تیمارهای لیگنینزدایی با اکسیژن در سه درجه حرارت 90، 100 و 110، با مقادیر 5 و 7 بار فشار اکسیژن و با و بدون مصرف سولفات منیزیم انجام گرفت. نتایج نشان داد که اجرای فرایند لیگنینزدایی با اکسیژن بهمیزان قابل توجهی عدد کاپای خمیرکاغذ را کاهش داد، حال آنکه گرانروی خمیرکاغذ کاهش چشمگیری نیافت. اندازهگیری گرانروی خمیرکاغذها پس از فرایند لیگنینزدایی، نشان داد که مصرف سولفات منیزیم سبب جلوگیری از کاهش گرانروی خمیرکاغذها گردید. افزایش دمای واکنش در بهبود فرایند تاثیر بسزایی داشته، درحالیکه افزایش فشار اکسیژن برروی فرایند تاثیر چندانی نداشت. میزان روشنی خمیرکاغذها نیز درحدود 7 واحد افزایش یافت.
The first act to ameliorate bleaching process is the major elimination of lignin. Actually, the use of oxygen delignification stage before bleaching process is the essential stage in improving bleaching process and reducing process emission. In this study, the effect of conducting oxygen-delignifying process under different process condition, on chemical, physical, mechanical and optical properties of kenaf bast kraft pulp was investigated. The kenaf bast kraft pulp with the kappa number of 22, 1154 ml/g viscosity, and 38% ISO brightness was prepared. Oxygen-delignifying treatments were carried out with three different temperatures of 90, 100 and 110°C, and two oxygen pressures of 5 and 7 bars, with and without magnesium sulfate addition. Results indicated that oxygen delignification treatment led to intense decrease in pulp kappa number, while the pulp viscosity did not change significantly. Results of measuring delignified pulp viscosity showed that the magnesium sulfate addition caused to prevention of pulp viscosity downfall. The increase in reaction temperature had a significant effect on the process improvement, but raising the oxygen pressure did not have a meaningful effect on the process. Also, the pulp brightness was increased about 7%.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116677_32f6888c209d257babdf4cc5122c1220.pdf
لیگنین زدایی با اکسیژن
خمیرکاغذ کرافت پوست کنف
عدد کاپا
ویسکوزیته
پساب
Oxygen delignification
kenaf bast kraft pulp
kappa number
viscosity
effluent
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
381
390
10.22092/ijwpr.2018.121405.1470
116678
Research Paper
بررسی تأثیر pH در عملکرد آنزیم سلولاز بر خواص خمیرکاغذ OCC
Investigating the effect of pH on cellulase enzyme efficiency on the OCC pulp properties
قاسم اسدپور
asadpur2002@yahoo.com
1
هادی بروشکیان
hadibrosh@yahoo.com
2
حسین رسالتی
hnresalati@yahoo.com
3
دانشیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
دانشآموخته کارشناسی ارشد صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
استاد گروه صنایع خمیروکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری. دانشکده مهندسی چوب و کاغذ- گروه صنایع خمیروکاغذ
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.381.64.3.1576.67
هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر pH در عملکرد آنزیم سلولاز بر خواص آبگیری و مقاومتی خمیر کاغذ OCC میباشد. خمیرکاغذ بازیافتی OCC با درصد خشکی 4 درصد، در شرایط ثابت درجه حرارت 50 درجه سانتیگراد، مدت زمان 1 ساعت، و محدوده pH اسیدی (5/4-4) و قلیایی (5/8-8) با آنزیم سلولاز در سه سطح 1/0، 3/0، 5/0 درصد( بر اساس وزن خشک خمیر کاغذ) پیشتیمار شدند. نتایج نشان داد پیش تیمار آنزیمی سلولاز موجب افزایش درجهروانی خمیرکاغذ در مقایسه با نمونه شاهد گردید، همچنین در pH اسیدی بهطور نسبی افزایش بیشتر درجهروانی پس از تیمار با آنزیم سلولاز مشاهدهشد، اما با افزایش غلظت آنزیم، درجهروانی خمیرکاغذ کاهش یافت. در 5/4-4:pH بیشترین درجهروانی در سطح 1/0 درصد و در 5/8-8:pH در سطح 3/0 درصد میباشد. همچنین، کاغذها از نظر ویژگی مقاومتی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد، با افزایش مصرف آنزیم سلولاز، شاخصهای مقاومت به کشش و مقاومت به ترکیدن، افزایش یافتهاند، بهطوریکه در pH های قلیایی تأثیر آنزیم سلولاز بر افزایش این مقاومتها بیشتر از pH اسیدی بودهاست. شاخص مقاومت به پارگی خمیرکاغذ OCC، فقط در مقادیر کم مصرف آنزیم سلولاز و در pH اسیدی، افزایش مقاومت مشاهده شد ولی با افزایش مصرف آنزیم کاهش مقاومت به پارگی دیدهشد، همچنین برای مقاومت به لهیدگی، روند مشخصی در خصوص مقدار مصرف آنزیم و pH بر عملکرد آنزیم مشاهدهنگردید.
The purpose of this study is to investigate the effect of pH on cellulase enzyme activity on the drainage and strength properties of OCC pulp. Recycled OCC pulp was pretreated with consistency 0.4 percent, in constant condition the temperature is 50˚C, duration 1 hour and range pH:4-4.5, 8-8.5 with cellulase enzyme at three levels 0.1, 0.3 and 0.5 percent (according to paper pulp dry weight). The results showed that pretreatment of cellulase enhances the freeness of pulp in comparison with the control samples, but by increasing the concentration of enzyme, the freeness of pulp was reduced in pH:4-4.5 the highest freeness is at the level of 0.1 percent and in pH:8-8.5 at the level of 0.3 percent. Also, papers were evaluated for resistance properties. The results showed that the increase in the use of cellulase enzyme has increased the tensile and burst strength index. As, in the alkaline pH, the effect of the cellulase enzyme on the increase of these strength was higher than the acid pH. The OCC pulp strength tear index, only in low levels of cellulase enzyme and in acidic pH, increased strength was observed, but with increasing enzyme consumption, there was a decrease in tear strength. Also, for strength to crushing, there was no specific trend regarding the amount of enzyme and pH on enzyme function.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116678_010d81877703fbc19f44997fb8110f84.pdf
خمیر کاغذ OCC
آنزیم سلولاز
درجهروانی
تأثیرpH
OCC pulp
Cellulase Enzyme
freeness
pH effect
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
391
401
10.22092/ijwpr.2018.121085.1466
116806
Research Paper
ارزیابی ویژگی های کامپوزیت ساخته شده از آرد ساقه آفتابگردان و پلیمر طبیعی پلی لاکتیک اسید
Evaluation of composite properties made of sunflower stem flour and natural poly lactic acid (PLA) polymer
بهزاد قاسمی
behzad0871@gmail.com
1
لعیا جمالی راد
loyajamalirad@yahoo.com
2
فرشید فرجی
far_faraji@yahoo.com
3
سحاب حجازی
shedjazi@ut.ac.ir
4
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه گنبد کاووس
عضو هیآت علمی دانشگاه گنبد کاووس
عضو هیآت علمی دانشگاه گنبد کاووس
عضو هیأت علمی دانشگاه تهران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.391.64.3.1575.1583 در این تحقیق اثر استفاده از پلیمر طبیعی پلی لاکتیک اسید و مقدار ماده جفت کننده MAPP بر ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت ساخته شده با آرد ساقه آفتابگردان مورد مطالعه قرار گرفت. بدین جهت سه سطح 50، 60 و70 درصد پلیمر پلی لاکتیک اسید و MAPP در دو سطح 4 و 6 درصد وزن خشک پلیمر به عنوان عوامل متغییر مورد استفاده قرار گرفت. سپس خواص فیزیکی و مکانیکی نمونههای آزمونی شامل پایداری ابعادی، مقاومت و مدول کششی، مقاومت و مدول خمشی و مقاومت به ضربه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش مقدار پلیمر پلی لاکتیک اسید و کاهش سهم ذرات آرد ساقه آفتابگردان و افزایش 6 درصدی MAPP، مقاومتهای خمشی، کششی و مقاومت به ضربه افزایش و پایداری ابعادی کامپوزیت ها بهبود یافت. اما در مقابل مدول کششی و خمشی کامپوزیت های حاصل کاهش یافت. اگرچه با بررسی نتایج مشخص شد که ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های ساخته شده با این پلیمر و ذرات آرد ساقه آفتابگردان قابل رقابت با سایر کامپوزیت های ساخته شده با پلیمرهای شیمیایی و در بعضی موارد بهتر از آنها نیز بوده است.
Abstract In this research, the effect of using natural poly lactic acid polymer and the amount of MAPP coupling agent on the physical and mechanical properties of composite manufactured by sunflower stem flour was studied. For this purpose, three levels of PLA polymer including 50, 60 and 70% and tow levels of MAPP including 4 and 6 percent based on dry weight of polymer were used as variables. Then, the physical and mechanical properties of the test specimens including dimensional stability, resistance and tensile modulus, resistance and flexural modulus and impact resistance were measured. The results showed that increasing the amount of PLA polymer and reducing the share of sunflower stem flour and increasing MAPP up to 6 percent, increased the flexural, tensile and impact resistances and improved dimensional stability of the composites. But in contrast, the tensile and bending modulus of composites were reduced. However, by reviewing the results, it was found that the physical and mechanical properties of the composites made with this polymer and the particles of sunflower stem flour were competitive with other composites made with other chemical polymers and in some cases it was better than them.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116806_ea83b66ecf2e112e0dc8a0df8ba74458.pdf
ساقه آفتابگردان
پلیمر طبیعی پلی لاکتیک اسید
پایداری ابعادی
مقاومت به ضربه
مدول خمشی
Sunflower stem
Natural Poly lactic acid polymer
Dimensional stability
Impact resistance
Flexural modulus
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
402
416
10.22092/ijwpr.2018.110396.1405
116805
Research Paper
بررسی ساخت اصولی سازه چوبی در مجتمع تحقیقاتی البرز
Study the basic building wooden structures to withstand the effects of weather and destructive biological agents Alborz research center
فرداد گلبابائی
ijwpr@areeo.ac.ir
1
رضا حاجی حسنی
reza.hajihassani@gmail.com
2
کامیار صالحی
kamyarsalehi@yahoo.com
3
کارشناس ارشد، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده های آن، مؤسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
کارشناس ارشد، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده های آن، مؤسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
مربی پژوهشی ، بخش تحقیقات علوم چوب و فرآوردههای آن، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.402.64.3.9.1586
با رعایت کامل اصول اتصالات چوبی و حفاظتی در اجرای این طرح گونه کاج الدار را بدلیل دارا بودن خواص مکانیکی مناسب و در دسترس بودن جهت ساخت یک سازه چوبی بشکل آلاچیق انتخاب نمودیم آلاچیق مورد نظر به صورت هشت ضلعی بدون ستون داخلی با نرم افزار کامپیوتری Sketch up طراحی شده و در محوطه مجتمع تحقیقاتی البرز با درختان قطع شده از این مجتمع بنا گردید. در ساخت این سازه کلیه مراحل آماده سازی قطعات چوبی از نظر خشک کردن بطور کاملا اصولی و خشک کردن در هوای آزاد در طول شش ماه انجام گردید سقف سازه چوبی نیز با استفادها از چوب کاج الدار بصورت لمبه کوبی ساخته شد در برپا کردن سقف از روش اتصال خورشیدی که الوارها بر روی یک هشت ضلعی چوبی با استفاده از حالت کام و زبانه و کمکی فلزی استفاده گردید. پنجره ها بصورت کشویی ساخته شدند تا فضای کمتری را اشغال کنند. بعداز اتمام ساخت طی دوره سه ماه با بازبینی قطعات مختلف در قسمت های مختلف سازه و اندازه گیریهای فیزیکی مانند میزان دانسیته، همکشیدگی و واکشیدگی و مکانیکی مانند آزمایش مقاومت به سختی و مقاومت به ضربه و حفاظتی بازبینی قسمتهای مختلف از نظر آلودگی قارچی و پوسیدگی سازه مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه مدت کوتاهی از آغاز مرحله اندازه گیری می گذرد تغییرات در مراحل اولیه اندازه گیری از نظر آماری معنی دارنبوده ولی در آخرین مرحله شاهد کاهش وزن مخصوص در حدود 5% و کاهش مقاومت به سختی در حدود 8% بوده است علائم همکشیدگی و واکشیدگی در قسمتهای مختلف آن به چشم می خورد.
With full respect for the principles of linking wood and conservation project Eldar pine because having good mechanical properties and availability of a wood structure in the form of pavilions chose alcove to the octagon without internal column with computer software Sketch up of Alborz research center with trees and landscaping of the complex was built. In making these structures all stages of the preparation of the wooden parts of drying are quite principled and dried in the open air during the six months were roof wood structure with the use of Eldar pine just Lambe was made in setting up the ceiling of solar connection on an octagonal timber wood using mortise and tenon mode and auxiliary metal was used. Sliding windows can be made to occupy less space. After completion of the period of three months to review the different pieces in different parts of the structure and measurements of physical densities, shrinkage and swelling and mechanical testing of hardness and impact resistance and protection review different parts of the fungal infection and decay structures was investigated. Since shortly after the beginning of the measure is going to change in the early stages of measuring statistically Darnbvdh but in the last stage of a decrease in density of about 5% and reduce the hardness of about 8% were signs of shrinkage and swelling in various parts of it to be seen.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116805_6ab010c6e6b247c04acea3495ccafe75.pdf
سازه چوبی
آلاچیق
مقاومت به سختی
کاج الدار
پوسیدگی
Wooden structures
pergolas
hardness
Eldar pine
ROT
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
417
427
10.22092/ijwpr.2018.121157.1468
116874
Research Paper
همبستگی بین پارامترهای آوندی و ویژگیهای خشک شدن چوبهای پهنبرگ؛ مطالعه موردی: گونههای راش (Fagus orientalis) و بلوط (Quercus castaneifolia)
Correlation between vessel features and hardwood drying properties; case study: beech (Fagus orientalis) and oak (Quercus castaneifolia)
اصغر طارمیان
tarmian@ut.ac.ir
1
مرجان ابراهیمی
marjanebrahimi@ut.ac.ir
2
رضا اولادی
oladi@ut.ac.ir
3
دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
کارشناس ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.417.64.3.9.41
در این تحقیق، اثرات ویژگیهای آوندی شامل قطر و فراوانی آوندها و میزان تخلخل بر سرعت خشکشدن و برون-سختی چوبهای راش (Fagus Orientalis) و بلوط (Quercus castaneifolia) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، تختههای مماسی به ابعاد80×50×170 میلیمتر بهترتیب در جهتهای طولی، شعاعی و مماسی از چوببرون این گونهها بریده شد و در یک خشک کن آزمایشگاهی به روش جابجایی هوای گرم و در دمای ۵۰ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۵۰ درصد از رطوبت سبز تا میانگین رطوبت نهایی ۸ درصد خشک شدند. پس از خشک شدن، شدت برون سختی تختههای خشک شده با برش نمونههای چنگالی شکل تعیین شد. برای بررسیهای میکروسکوپی و اندازهگیری ویژگیهای آوندی از روش گچ و ماژیک و نرم افزارImageJ استفاده شد و همبستگی پیرسون بین پارامترهای آوندی و ویژگیهای خشک شدن با استفاده از نرم افزار SPSS تعیین شد. نتایج نشان داد که نقش فراوانی آوندها و تخلخل در سرعت خشک شدن این چوبها مهمتر بوده ولی از نقش قطر آوندها میتوان چشمپوشی کرد؛ بهطوریکه علیرغم بیشتر بودن قطر آوندها در چوب بلوط، سرعت خروج آب آزاد در این چوب کمتر از چوب راش بود. همچنین نتایج نشان داد که همبستگی بین برون سختی و متوسط اندازه آوندی مثبت و معنیدار است ولی بین تخلخل و برون سختی همبستگی منفی معنیداری مشاهده شد.
In this research, the effects of vessel features, including vessel diameter, density and porosity on drying rate and casehardening of beech (Fagus Orientalis) and oak (Quercus castaneifolia) was investigated. For this purpose, flat-sawn boards with dimensions of 170×50×80 mm (L×T×R) were cut from the sapwood and were then dried in laboratory kiln at 50˚C and 50 % relative humidity to final moisture content of 8%. After drying, the severity of casehardening of dried boards was measured using prong test. For anatomical studies and measuring vessel features, white chalk and black marker method was used and scanned sections were analyzed using ImageJ. Pearson correlation was applied between vessel features and drying properties using SPSS software. Results showed that vessel proportion and porosity have more pronounced effect on the drying rate than vessel diameter and the latter feature can be ignored; as drying rate in the free-water domain was lower for oak having larger but fewer vessels than beech. Results also showed that correlation between casehardening and vessel diameter was significantly positive; however, a negative correlation was observed between porosity and casehardening.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116874_527ad5b0876c604612c88ec8a827d262.pdf
آوند
چوب پهن برگ
سرعت خشک شدن
برون سختی
همبستگی پیرسون
VESSEL
hardwood
drying rate
casehardening
vessel features
Pearson correlation
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
428
437
10.22092/ijwpr.2018.121980.1476
116875
Research Paper
تأثیر استفاده از سیستم های دو ترکیبی نشاسته کاتیونی_ نانوسیلیکا و نانوسلولز_ پلیاکریلآمید بر ویژگیهای فیزیکی و مقاومتی کاغذهای دستساز حاصل از خمیرکاغذ شیمیایی پنبه
Effect of Using Dual Composition of Cationic Starch-Nano Silica and Nano Cellulose-Poly Acrylamide On Physical and Strength Properties of Cotton Papers
حسن داودیان
hasan.davodian@yahoo.com
1
قاسم اسدپور
asadpur2002@yahoo.com
2
سید مجید ذبیح زاده
majid_zabizadeh@yahoo.com
3
کارشناسی ارشد، صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
دانشیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری،
دانشیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.428.64.3.1578.1607
این تحقیق به مقایسه استفاده از سیستم های دو ترکیبی مواد افزودنی شامل استفاده از نشاسته کاتیونی_ نانوسیلیکا و استفاده از نانوسلولز_ پلیاکریلآمید کاتیونی روی ویژگیهای فیزیکی و مقاومتی کاغذهای حاصل از پنبه پرداخته شدهاست. برای این کار خمیرکاغذ شیمیایی الیاف پنبه رنگبری شده با پروکسید با درجهروانی ˚SR 45 تهیه و بعد مواد افزودنی فوق با شرایط مشخص (نشاسته کاتیونی 1 و 5/1 درصد، نانوسیلیکا 3/0 و 7/0 درصد، نانوسلولز 1، 2 و 3 درصد و پلیاکریلآمید کاتیونی 3/0، 5/0 و 7/0 درصد) به آن اضافه شده و در پایان از آنها کاغذهای دستساز ۷۰ گرمی ساختهشد. همینطور، کاغذها از نظر ویژگیهای فیزیکی و مقاومتی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که، ترکیب پلیاکریلآمید کاتیونی و نانوسلولز تأثیر چندانی در افزایش اکثر مقاومتهای خمیر شیمیایی پنبه نداشتهاست. بهطوریکه، دانسیته کاهش، مقاومت در برابر کشش کاهش، مقاومت در برابر پارهشدن افزایش داشته و تأثیر معنیداری در مقاومت به تاخوردن نداشتهاست. در-حالیکه، استفاده از ترکیب نشاسته کاتیونی و نانوسیلیکا، اکثر ویژگیهای مقاومتی و دانسیته خمیرکاغذ را بهطور محسوسی افزایش دادهاست. بنابراین، با توجه به نتایج آزمونهای مقاومتی و فیزیکی، میتوان برای افزایش ویژگیهای مقاومتی خمیر شیمیایی پنبه، استفاده از ترکیب نشاسته کاتیونی و نانوسیلیکا را توصیه نمود.
In this study, the comparison of the use two combination of additives including the use of nano silica with cationic starch and the use of nano cellulose with cationic poly acrylamide on the physical and strength properties of cotton based paper. For this purpose, the pulp of the chemical pulp of bleached cotton fibers is made with a 45˚RS grade peroxide and then the additives with specified conditions (cationic starch 1 and 1.5%, nano silica 0.3 and 0.7%, nano cellulose 1, 2 and 3% and cationic poly acrylamide 0.3, 0.5 and 0.7%) added to it and in the end 70 grams of handsheets were made. Similary, the paper was evaluated for physical and strength properties. The results indicated that the combination of cationic poly acrylamide and nano cellulose did not have much effect on increasing the majority of chemical pulp strength of cotton. As the reduction density, tensile strength, strength to tearing and no signification effect on strength to cutting. While the use of cationic and nano silica starches has significantly increased the strength and density properties of pulp paper significantly. Therefore, considering the results of physical and physical tests, it is possible to use the combination of cationic starch and nano silica to increase the chemical properties of cotton pulp.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_116875_397cfc925b67ee87db911c559e531676.pdf
سلولز
نشاسته کاتیونی
نانوسیلیکا
پنبه
پلیاکریلآمیدکاتیونی
CELLULOSE
Cationic starch. Nano silica
cotton
Cationic poly acrylamide
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
438
452
10.22092/ijwpr.2018.121871.1475
117036
Research Paper
تهیه و بررسی نانوالیاف الکتروریسیشده پلی وینیل الکل و نانوکریستال سلولز
Preparation and Characterization of Electrospun Nanofiber of Poly (Vinyl Alcohol) and Cellulose Nanocrystals
هادی اشتری
h.ashtari@ut.ac.ir
1
مهدی جنوبی
mehdi.jonoobi@ut.ac.ir
2
مریم یوسف زاده
yousefzadeh@aut.ac.ir
3
یحیی همزه
hamzeh@ut.ac.ir
4
دانشجوی دکتری، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.438.64.3.9.1586
در این پژوهش نانوالیاف کامپوزیتی پلی وینیلالکل (PVA) و نانوکریستال سلولزی (CNC) با فرایند الکتروریسی تهیه شدند. برای انحلال پلیمر PVA از آب یونزدایی شده استفاده شد و از بین غلظتهای 4، 6، 8 و 10 درصد وزنی PVA، الیاف سالم در غلظت 8 درصد تولید شدند. برای تولید نانوالیاف با استحکام بیشتر، CNC در مقادیر 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد بر اساس درصد وزنی PVA به محلول پلیمر افزوده شد و طراحی آزمایشات بر اساس روش تاگوچی برای رسیدن به قطر کمتر از 100 نانومتر، با متغیرهای ولتاژ الکتریکی، فاصله الکتروریسی، سرعت تغذیه محلول و غلظت CNC انجام شد. برای مقاوم-سازی نانو الیاف در برابر آب از گلوتارآلدهید (GA) به عنوان پیونددهندة عرضی استفاده شد. ویژگیهای مرفولوژیکی و سطحی الیاف با میکروسکوپهای FESEM و SEM بررسی شد. برای بررسی برهمکنشهای شیمیایی مواد از FTIR و از آزمون کرنش کششی برای بررسی خواص استحکامی کامپوزیت نانوالیاف استفاده شد. بر اساس نتایج، نانوالیاف با میانگین قطر 16 ± 87 نانومتر در غلظت 5/0 درصد CNC، بهدست آمدند. در اثر افزودن نانوکریستال، مدول الاستیسیته نانوکامپوزیتها افزایش و تخلخل آنها کاهش یافت. غوطهوری نانوکامپوزیتها در محلول گلوتارآلدهید واکشیدگی نانوکامپوزیتها را کاهش داده و مانع از انحلال و پراکندگی آنها در آب شد.
In this study Poly vinyl alcohol (PVA) and cellulose nanocrysrals (CNC) composite nanofibers were prepared by electrospinning process. To dissolve PVA, the deionized water was used due to environmental friendly of PVA. The design of experiments (DOE) was done by the Taguchi method using the Minitab for optimization of electrospinning. Polymer concentration was determined in 4, 6, 8 and 10% by solvent weight. Bead-free fibers were produced in 8% PVA concentration. CNC were added to polymer in 0.5, 1, 1.5 and 2% by PVA weight and DOE was applied for Needle to collector distance (cm), polymer concentration (%), polymer feed rate (mh/hr.) and applied voltage (Kv) were defined as variables, again to reach the thinnest fibers. Nanocomposites were soaked in GA 50% concentration for 48 hrs. to prevent nanocomposites decomposition. SEM and FESEM were used for morphological characterization. Diameter of the fibers was analyzed by Image software. Tensile, Modulus of Elasticity (MOE), Tension, Porosity, swelling and dissolving of nanocomposites were examined. Chemical reactions were traced by FTIR. Fibers with 87±16 nm in diameter were achieved in 0.5% CNC, 22 KV, 0.3 ml/hr. and 20 cm. Swelling and and solubility of nanocomposites were significantly improved by GA. FTIR spectra shows hemiacetal bounds produced during GA soaking. MOE and tensile were improved by CNC addition meanwhile tension and porosity were decreased. Same results were obtained for GA soaked nanocomposites.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_117036_ca1b98aabbca12eea36bbf22cb8bf338.pdf
نانوکامپوزیت
نانوالیاف
نانوکریستال سلولز
پلی وینیل الکل
الکتروریسی
Nanocomposites
Polyvinyl Alcohol
Cellulose Nanocrystal
Nanofibers
Electrospinning
per
موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
1735-0913
2383-112X
2018-11-22
33
3
453
465
10.22092/ijwpr.2018.120242.1454
117051
Research Paper
بررسی اثر نانو ژل ولاستونیت بر روی خواص کاربردی چوب سیمان ساخته شده از الیاف کاه برنج
Investigation on effect of nano gel wollastonite on properties usage of wood-cement composites manufactured from rice straw fibers
علی حسن پور تیچی
hasanpoortichi@gmail.com
1
بهزاد بازیار
behzad1351@yahoo.com
2
استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده شهید هاشمینژاد، دانشگاه فنی و حرفهای استان مازندران، ایران
استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات ، گروه صنایع چوب و کاغذ.، تهران، ایران
DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.453.64.3.1576.1580
در این مطالعه اثر نانو ژل ولاستونیت در سه سطح (0، 5 و 10 درصد وزنی سیمان) و نسبت اختلاط ماده لیگنو سلولزی به سیمان در سه سطح 10 به 90، 20 به80 و 30 به 70 بر خواص ریزساختاری، مکانیکی، فیزیکی و بیولوژیکی چند سازه ساخته شده از کاه برنج مورد بررسی قرار گرفته است. به این ترتیب با احتساب 9 تیمار، در مجموع 27 تخته آزمایشگاهی ساخته شد. خواص مکانیکی و فیزیکی نمونهها مطابق استاندارد 634-DIN-EN شامل مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، چسبندگی داخلی، جذب آب پس از 2 و 24 ساعت غوطهوری در آب، دانسیته و مقاومت به قارچ اندازهگیری شدند. تصاویر میکروسکوپی SEM جهت بررسی خواص ریز ساختاری چندسازه از نمونهها تهیه شد. نتایج نشان داد با افزایش نانو ژل ولاستونیت در تختهها مقاومت خمشی ، مدول الستیسیته ، چسبندگی داخلی و دانسیته بهطور معنیداری افزایش یافت. همچنین با افزایش نانو ژل ولاستونیت، ثبات ابعادی تختهها و مقاومت به قارچ در مقایسه با نمونه بدونه نانو افزایش یافت. نتایج میکروسکوپ الکترونی پویشی نیز نشان داد که هیدروکسید کلسیم پس از افزودن نانو ژل ولاستونیت باعث تشکیل ژل کلسیم سیلیکات هیدراته شدهاند.
In this study the effect of nano gel wollastonite usage in three level (0 , 5 and 10 percent per dry by weight of the cement) and the mixture ratios of lingocellulosic material to cement in three level 10:90, 20:80 and 30:70 on physical, mechanical , microscopic and biological properties of composite made from rice straw fibers- cement was investigated. Three replicates for each treatment and 27 experimental boards were manufactured. Specimens were prepared according to DIN- EN634 standard test methods to measure mechanical and physical properties. Mechanical and physical properties including static bending strength, modulus of elasticity, interior bonding(IB),water absorption after 2 and 24 hours immersion in the water , density and decay resistant (loss weight) were measured. Micro- structural properties of composites were evaluated by SEM images. The results showed that, bending strength , modulus of elasticity , interior bonding and density were significantly increased with increasing Nano gel wollastonite . Also, with increasing Nano gel wollastonite , dimensional stability and decay resistance were increased in comparison with the control sample. Results of scanning electron microscopy showed that the calcium hydroxide formed hydrated calcium silicate gel (C-S-H gel) after addition the Nano gel wollastonite . SEM images showed that the micro- structure of the boards were improved by increasing the nano- wollastonite content.
https://ijwpr.areeo.ac.ir/article_117051_96e3f6a1e4bd59bf37317e20414c8f27.pdf
سیمان
کاه برنج
دانسیته
نانو ژل ولاستونیت
Cement
Rice straw
Density
Nano gel wollastonite