تاثیر کربنات کلسیم رسوبی و پروتئین سویا بر ویژگی‌های خمیرکاغذ بازیافتی از کاغذهای باطله چاپی و نوشتاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی

2 استادیار، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

                                                                                               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.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Alince, B., Bednar, F. and Vande, T.G.M., 2001. Deposition of calcium particles on fiber surfaces induced by cationic polyelectrolyte and bentonite. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 190:1. 71-80.

-Howe, C., Hogan, R. and Wilds, S., 2011. Soy chemicals for paper processing. United Soybean Board. September: 30-33.

-Dastidara, T.G. and Netravali, A.N., 2013. A soy flour based thermoset resin without the use of any external cross-linker. Green Chemistry, 15: 3243−3251.

-Gullichsen, J. and Paulapuro, H., 1999. Papermaking Chemistry, Papermaking Science and Technology 19 series, Paper Engineers’ Association Press, Finland.

-Hamzeh, Y. and Rostampuor, A., 2008. Principals of papermaking chemistry, Tehran University Press, Tehran, 224p. (Translated in Persian).

-Jin, H., Lucia, L.A., Rojas, O.J., Hubbe, M.A. and Pawlak, J.J., 2012. Survey of soy protein flour as a novel dry strength agent for papermaking furnishes. Journal of Agricultural Food Chemistry, 60: 9828−9833.

-Laufmann, M., 1998. Fillers for paper: A global view. Proceedings from the PTS-Seminar wet end operation- Vorgange in der Siebparie, 1-6. October. Munchen, Germany.

-Salam, A., Lucia, L.A. and Jameel, H., 2015. A new class of biobased paper dry strength agents: synthesis and characterization of soy-based polymers. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 3(3): 524-532.‏

-Shen, J., Song, Z., Qian, X. and Liu, W., 2009. Modification of papermaking grade fillers: A brief review. BioResources, 4: 1190-1209.

-Tayeb, A.H., Hubbe, M.A., Pal, L., Tayeb, P. and Rojas, O.J., 2017. Soy proteins as a sustainable solution to strengthen recycled paper and reduce deposition of hydrophobic contaminants in papermaking: A bench and pilot-plant study. ACS Sustainable Chemistry & Engineering.‏ (DOI:  10.1021/acssuschemeng. 7b01425).

-Zhao, Y., Hu, Z., Ragauskas, A.J. and Deng, Y., 2005. Improvement of paper properties using starch-modified precipitated calcium carbonate filler. TAPPI Journal, 4: 3-7.