تأثیر لایه‌های خودسامان نشاسته کاتیونی- کربوکسی متیل سلولز بر روی الیاف برگشتی خمیر نیمه‌شیمیایی سولفیت خنثی و خواص کاغذ تهیه‌شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، زیرآب، مازندران، ایران

2 کارشناس ارشد علوم و صنایع چوب و کاغذ، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، زیرآب، مازندران، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، زیرآب، مازندران، ایران

چکیده

بهبود ویژگی‌های مقاومتی کاغذهای تهیه‌شده از الیاف بازیافتی از اهداف مهم صنایع کاغذسازی است. تحقیقات اخیر نشان داد ماندگاری بیشتر افزودنی‌های مقاومت‌دهنده از طریق جذب پی در پی پلیمرهای با بار مخالف یکی از رویکردهای امیدوارکننده برای دستیابی بدین هدف می‌باشد. در این پژوهش، تیمار الیاف حاصل از کاغذهای برگشتی نیمه‌شیمیایی سولفیت خنثی با دو پلیمر نشاسته کاتیونی و کربوکسی متیل سلولز آنیونی در شرایط pH~7، pH~10 و سوسپانسیون نمکی دارای 001/0 مولار کلرید سدیم انجام گرفت. سپس شاخص نگهداری آب (WRV) و پتانسیل زتای الیاف اندازه‌گیری شد. از نمونه‌های خمیرکاغذ تیمارنشده و تیمارشده کاغذهای استاندارد دست‌ساز با وزن پایه 3±60 گرم بر مترمربع تهیه‌شد. نتایج نشان داد که با جذب این دو پلی مر آب دوست، شاخص نگهداری آب الیاف بطورمعنی‌داری افزایش یافت. تغییرات متناوب پتانسیل زتا تأیید‌کننده معکوس‌شدن بار سطح الیاف و جذب متوالی جفت پلیمر می‌باشد. میکروگراف‌های الکترونی SEM تهیه‌شده از نمونه‌های کاغذهای تیمارنشده و تیمارشده، تغییرات جدید ایجادشده در میزان سطح پیوند الیاف بر اثر جذب بیشتر این دو پلیمر مقاومت‌دهنده را نشان داد. همچنین، توسعه قابل‌ملاحظه مقاومت‌های مکانیکی کاغذ (شاخص‌های کششی، ترکیدن و پاره‌شدن) موفقیت میزان جذب بالای بیو پلیمرهای استفاده‌شده را تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Agarwal, M., Xing, Q., Shim, B.S., Kotov, N., Varahramyan, K., and Lvov, Y., 2009. Conductive paper from lignocellulose wood microfibers coated with a nanocomposite of carbon nanotubes and conductive polymers. Nanotechnology, 20(21): 215602-215602.

-Blomstedt, M., 2007. Modification of cellulosic fibers by carboxymethyl cellulose effects on fiber and sheet properties. Dissertation for the degree of Doctor of Science. Helsinki University of Technology Department of Forest Products Technology. Espoo, 2: 7-17.

-Decher, G. and Schlenoff, J., 2002. Multilayer Thin Films: Sequential Assembly of Nanocomposite Materials. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Weinheim.

-Decher, G., 1997. Fuzzy nanoassemblies: toward layered polymeric multicomposites. Science, 277: 1232–1237.

-Eriksson, M., Notley, M.S. and Wagberg, L., 2005. The influence on paper strength properties when building multilayers of weak polyelectrolytes onto wood fibers. Journal of Colloid and Interface Science, 292: 38–45.

-Eriksson, M., Pettersson, G. and Wagberg, L., 2005. Application of polymeric multilayers of starch onto wood fibers to enhance strength properties of paper. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 20(3): 270- 276.

-Ferhia, F., Dasb, S., Moussaoui, Y., Elalouia, E. and Yanez, J., 2014. Paper from Stipagrostis pungens. Industrial Crops and Products, 59:109–114.

-Hubbe, M.A., 2007. Bonding between cellulosic fibers in the absence and presence of dry-strength agents–A review. BioResources, 1(2): 281-318.

-Hubbe, M.A., Rojas, O.J. and Venditti, R.A., 2006. Control of tacky deposits on paper machines – A review. Nordic Pulp Paper Research Journal, 21(2): 154-171.

-Lingstrom, R. and Wagberg, L., 2008. Polyelectrolyte multilayers on wood fibers: Influence of molecular weight on layer properties and mechanical properties of papers from treated fibers. Journal of colloid and interface science, 328(2): 233-242.

-Lu, Z., Eadula, S., Zheng, Z., Xu, K., Grozdits, G. and Lvov, Y., 2007. Layer-by-Layer nanoparticle. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 21(5): 552-557.

-McKee, R.C., 1971. Effect of repulping on sheet properties and fiber characteristics. Paper trade journal, 155: 34-40.

-Mosbye, J., Moe, S. and Laine, J., 2001. The charge of fines originating from different parts of the fiber wall, Proceedings of 11th Intern. Symp. Wood Pulp. Chem, 2: 169-172.

-Ropponen, A., Ritala, R. and Pistikopoulos, E.N., 2011. Optimization issues of the broke management system in papermaking. Computers and Chemical Engineering, 35: 2510-2520.

-Rudi, H., Hamzeh, Y., Ebrahimi, G., Behrooz, R. and Nazhad, M.M., 2012. Influence of pH and conductivity on properties of paper made of polyelectrolyte multilayered recycled fibers. Industerial and Engineering Chemistry Research, 51(34): 11054–11058.

-Ryu, J.H., Lee, S., Chin, S.M. and Youn, H.J., 2007. Basic study on electrochemical properties of multilayered pulp fibers with polyelectrolytes. Journal of KTAPPI, 40: 59-65.

-Steeg, H.G.M., Cohen Stuart, M.A., de Keizer, A. and Bijsterbosch, B.H. 1992. Polyelectrolyte adsorption: A subtle balance of forces. Langmuir, 8(10): 2538-2546.

-Vermohlen, K., Lewandowski, H., Narres., H.D. and Schwuger M.J. 2000. Adsorption of Polyelectrolytes onto oxides- the influence of ionic strength, molar mass, and ca2+ ions. 2000. Colloids surf. A- Physicochem. Eng. Aspects, 163(1): 45-53.

-Wagberg, L., Forsberg, S., Johansson, A. and Juntti, P., 2002. Engineering of Fiber Surface Properties by Polyelectrolyte Multilayer Concept, Journal of Pulp and Paper Science, 28: 222-228.

-Wang, F. and Martin, H., 2002. Charge properties of fibers in the paper mill environment. 1. Effect of electrical conductivity. Journal of Pulp and Paper Science, 28(10): 347-353.

-Watanabe, M., Gondo, T. and Kitao, A.O., 2004. Advanced wet-end system with carboxymethyl cellulose. TAPPI Journal, 3(5): 15-19.

-Wistara, N. and Young, R.A., 1999. Properties and treatment of pulps from recycled paper. Part I. Physical and chemical properties of pulps. Cellulose, 6: 291-324.

-Xing, Q., Sandeep, R.E. and Lvov, Y.M., 2007. Cellulose Fiber-Enzyme Composites Fabricated through Layer-by-Layer Nanoassembly. Biomacromolecules, 8: 1987-1991.

-Youn, H.J., Chin, S.M., Ryu, J. and Kwon, H.S., 2007. Basic study on electrochemical properties of multilayered pulp fibers with polyelectrolytes. Journal of KTAPPI, 40(3): 15-22.