تاثیر اندودسازی سطحی کاغذ با نانوهیدروژل کایتوزان-اکریلیک اسید بر جذب آب، ویژگی های مقاومتی و نوری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران

چکیده

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.1.66.1.1578.32
تامین همزمان ویژگی‌های متعارض در کاغذ از مهمترین مسائل کاغذسازان بوده که مثلاً در کاغذهای بهداشتی، تامین مقاومت مطلوب توام با جذب آب بالا، اهمیت بسیاری دارد. چراکه افزایش پیوندیابی منجربه کاهش دسترس‌پذیری گروه‌های آبدوست می‌شود. بدین منظور از هیدروژل که کاربرد روزافزونی در فراورده‌های حجیم سلولزی جاذب دارد، به‌عنوان اندود سطحی کاغذ و کاغذهای آغشته‌شده با آب مقطر به‌عنوان شاهد استفاده‌گردید. هیدروژل کایتوزان-اکریلیک اسید پس از تهیه، توسط همگن‌ساز فراصوت به ابعاد نانو تبدیل و با ابزار پراکنش نور پویا، مقیاس ذرات تائیدگردید. تصاویر SEM و نتایج ضخامت، نشست نانوهیدروژل بر سطح کاغذ را تائیدنمود. جذب آب کاغذهای اندودشده با 1، 5/1 و %2 نانوهیدروژل افزایش چشمگیری یافته و تا %50 بهبود را نسبت به کاغذ تیمارنشده نشان‌داد. شاخص-های ترکیدن و کششی خشک کاغذ همزمان با بهبود جذب آب افزایش‌یافته، لیکن شاخص پارگی بدون تغییر باقی‌ماند. افزایش پیوندیابی بین لیفی ناشی از فراوانی گروه‌های کربوکسیلیک اسید در اکریلیک اسید و نیز هیدروکسیلی و آمینی در کایتوزان بوده و تشکیل فیلم نانوهیدروژل نیز به‌عنوان ساختاری مکمل و پیوسته با بستر سلولزی، منجر به بهبود مقاومت‌ها می‌گردد. شاخص کششی تَر فقط در بالاترین سطح اندودسازی (%2) افزایش چشمگیری داشته و در سطوح پائین‌تر موفق نبوده‌است. ماتی، سفیدی و روشنی کاغذهای اندودشده تقریباً ثابت ولی زردی بواسطه ماهیت کایتوزان افزایش‌یافت. سفتی کاغذهای اندودشده در مقایسه با اندودنشده افزایش ولی نسبت به نمونه‌های آب مقطر در تمامی سطوح کاهش داشته و به‌عبارتی منجر به افزایش نرمی شد. تیمار آبی کاغذها، منجربه کاهش ضخامت، شاخص‌های کششی و ترکیدن و افزایش سفتی‌ شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Afra, E., Mohammadi, M., Sarayan, A., and Imani, R. (2015). The production of nanobasic microballs and their use in paper with the aim of improving its antibacterial properties. Journal of Forest and Wood Products, 68 (3), 547-557.

Astrini, N., Anah, L., and Haryono, A. (2017). Water absorbency of chitosan grafted acrylic acid hydrogels. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 223(1) 12-45.

Chen, Z., Zhang, H., Song, Z., and Qian, X. (2013). Combination of glyoxal and chitosan as the crosslinking system to improve paper wet strength. BioResources, 8(4), 6087-6096.‏

Habibie, S., Hamzah, M., Anggaravidya, M., and Kalembang, E. (2016). The effect of chitosan on physical and mechanical properties of paper. Journal of Chemical Engineering and Materials Science, 7(1), 1-10.‏

Hong, Y., and Tang, L. Z. (2014). Research on Properties of Antibacterial Paper Sprayed by Nano-Chitosan. In Advanced Materials Research (Vol. 926, pp. 214-217). Trans Tech Publications.‏

Jalali Torshizi, H., Chiaani, E., Rudi, H., and Nabid, M. R. (2017). Performance of chitosan and polyamide epichlorohydrin (PAE) on wet strength and water absorption of deinked pulp. Journal of Forest and Wood Products, 70 (4), 709-717.

Nicu, R., Bobu, E., and Desbrieres, J. (2011). Chitosan as cationic polyelectrolyte in wet-end papermaking systems. Cellulose Chemistry and Technology, 45(1), 105.‏

 

Spagnol, C., Rodrigues, F. H., Pereira, A. G., Fajardo, A. R., Rubira, A. F., and Muniz, E. C. (2012). Superabsorbent hydrogel composite made of cellulose nanofibrils and chitosan-graft-poly (acrylic acid). Carbohydrate Polymers, 87(3), 2038-2045.‏

Yadollahi, R., Hamzeh, Y., Mahdavi, H., and Pourmousa, S., (2014). Synthesis and Evaluation of Glyoxalated Polyacrylamide (GPAM) as a Wet and Dry- Strengthening Agent of Paper. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 27 (2), 121-129.