ارزیابی افزودن نانوفیبر سلولزی برای تقویت خمیرکاغذ کرافت پربازده صنوبر دلتوئیدس رقم 55-69

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج

2 دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج

3 دانشیار، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده‌های آن، عضو هیئت‌علمی مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، تهران

چکیده

در این تحقیق ظرفیت تقویت‌کنندگی نانوفیبرسلولزی برای خمیرکاغذ کرافت پربازده تهیه شده از چوب صنوبر دلتوئیدس رقم 55-69 به منظور ساخت کاغذ تاپ لاینر قهوه‌ای، مورد مطالعه قرار گرفته است. شرایط متغیر پخت شامل مدت زمان پخت در دو سطح و دمای پخت در دو سطح بود. سولفیدیته و قلیای فعال در همه پخت‌ها ثابت و نسبت مایع پخت به خرده‌چوب برای همه پخت‌ها 4 به 1 بود. از بین خمیرکاغذهای ساخته شده، خمیرکاغذ با شرایط بهینه بر اساس بازده و عدد کاپای خمیرکاغذ، برای تقویت با نانوفیبر انتخاب شد. سپس، توسط کوبندهmill PFI برای دستیابی به درجه روانی 385 میلی‌لیتر درجه کانادایی پالایش شد و از آن کاغذهای دست‌ساز و کاغذهای تقویت شده با نانوفیبر سلولزی ساخته شد. نانوفیبر سلولزی در سه سطح (5، 10 و 15 درصد) به خمیرکاغذ کرافت پربازده اضافه گردید و به مدت 5 دقیقه با آن مخلوط شده و کاغذهای دست‌ساز با استفاده از توری مخصوص ساخته شد. با افزودن 15 درصد نانوفیبر سلولزی به خمیرکاغذ کرافت پربازده، باعث بهبود شاخص کشش تا 39 درصد، شاخص ترکیدن تا 33 درصد، شاخص پارگی تا 7/17 درصد، شاخص سفتی خمشی تا 38 درصد، و مقاومت به لهیدگی حلقه‌ای (RCT) تا 47/55 درصد شده است. درمجموع، با توجه به بازده خمیرکاغذ کرافت و همچنین مقاومت‌های فیزیکی و مکانیکی کاغذ تقویت شده، استفاده از آن به عنوان تاپ لاینر قهوه‌ای قابل توصیه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

-Alinia, A.,  Afra, A., Resalati, H. and Yousefi, H., 2013. Effect of Mixing Temperature of CMP (Chemi-mechanical) Pulp and Cellulose Nanofiber on Paper Properties. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, Vol. 3, No. 2, Fall & Winter 2013: 77-89.

-Chang, F., Lee, S.H., Toba, K., Nagatani, A., and Endo, T., 2011. Bamboo nanofiber preparation  by HCW and grinding treatment and its application for nanocomposite. Wood Science and Technology. 46: 393-403.

-Ferrer, A., Flipponen, L., Rodríguez, A., Laine, J., Rojas, J.O., 2010. Valorization of residual Empty Palm Fruit Bunch Fibers (EPFBF) by microfluidization: Production of nanofibrillated cellulose and EPFBF nanopaper. Bioresource Technology. 125: 249–255.

-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

-Hadilam, M., Afra, E., Ghasemian, A., and Yousefi, H., 2012. Preparation and properties of ground cellulose nanofibers. Journal of Wood and Forest Science and Technology, Accepted.

-Hamasi, A., Sabour, M., Talaei pour, M., Azad fallah, M., 2012. The Effect of xylanase on the properties of APMP pulp of the poplar, Iranian journal of Wood and Paper Science, 27 (1): 156-166.

-Hasanjan zadeh, H., Hejazi, S., Yousefi, H., Mahdavi, S., Abdolkhani, A., 2014. The effects of using cationic starches and cellulose nanofibers on the pulp of Soda Antrakinone rice stem, Journal of Forest and Wood Products, Iranian Journal of Natural Resources, 67(1): 105-117.

-Hasanjanzadeh, H.,  Hedjazi, S., and Mahdavi, S., 2014. The effect of polyelectrolyte on rice straw soda-AQ pulp drainage and of rice straw. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 29(1): 170-181.

-Hassan, E.A., Hassan, M.L., Oksman, K., 2011. Improving bagasse pulp paper sheet properties with microfibrillated cellulose isolated from xylanase-treated bagasse. Wood Fiber Sci. 43(1): 76-82.

-Henriksson, M., Berglund, L. A., Isaksson, P., Lindstrom, T., and Nishino, T., 2008. Cellulose Nanopaper Structures of High Toughness. Biomacromolecules, Vol.9, Issue (6): 1579–1585.

-Khalili, A., Ghasemian, A., Saraeian A.R., Dahmardeh galehnow, M and Manzorolajdad, S.M., 2009. Study on the mechanical and optical properties of kraft liner paper produced from mixing of OCC and virgin hardwoods kraft pulp. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research  24(2): 264-274.

 -Lindgren, A., 2010. Preparation of Nanofibers from Pulp Fibers. Master Thesis.collaboration with Eka Chemicals AB.

-Malmir chegini, Kh., Talaei pour, M., Pourmousa, Sh., 2011. The impact properties of paper and ink on the print quality of the packaging industry based on measurement of printing density index, Iranian journal of Wood and Paper Science, 26 (1): 39-57.

-Scot, W., 2005. The fundamentals of paper properties. Translated in Persian by Afra, A., Aeej Publication, Tehran, Iran.

-Taipale, T., österberg, M., Nyka¨nen, A., Ruokolainen, J., and Laine, J., 2010. Effect of microfibrillated cellulose and fines on the drainage of kraft pulp suspension and paper strength, Cellulose, 17: 1005-1020.

-Talaei pour, M., Khademi eslam, H., Malmir chegini, Kh., 2009. The effects of the paper and ink characteristics on the optical properties of packaging papers, Iranian Journal of Wood and Paper Science, 24(2): 325-340.

-Yousefi, H., Faezipour, M., Nishino, T., Ebrahimi, G., and Shakeri, A., 2011. All-cellulose composite and nanocomposite made from partially dissolved micro and nanofibers of canola straw. Polymer Journal, 43: 559–564.

-Yousefi, H., Nishino, T., Faezipour, M., Ebrahimi, G., and Shakeri, A., 2011. Direct fabrication of nanocomposite from cellulose microfibers using ionic liquid-based nanowelding. Biomacromolecules, 12: 4080–4085.