تأثیر نانوذرات نقره تهیه‌شده به روش پلاسما بر ویژگی‌های کاغذ حاصل از خمیرکاغذ کرافت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، زیراب، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، زیراب، ایران

3 گروه مهندسی پلاسما، پژوهشکده لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.76.66.1.9.1578
نیاز به کنترل میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا در محیط‌های آلوده انگیزه برای تهیه و تولید محصولات مقاوم در برابر رشد این موجودات از جمله انواع کاغذ ضدباکتری را افزایش داده است. روش‌ها و مواد مختلفی برای تهیه این نوع کاغذها گزارش شده است. هدف از این تحقیق، تهیه نانوذره نقره با روش پلاسما و بررسی تأثیر افزودن آن به خمیر کاغذ کرافت بر ویژگی‌های کاغذ تهیه‌شده می‌باشد. برای این منظور، ابتدا با استفاده از دستگاه طراحی شده در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی نانو ذرات نقره در شرایط بهینه‌شده فرکانس 1 کیلوهرتز، جریان2 آمپر و ولتاژ 4 کیلوولت تهیه شد. آزمون DLS میانگین اندازه ذرات نقره در مقیاس نانو (2/41 نانومتر) را تأیید نمود. سپس نانو نقره تهیه‌شده با مقادیر مصرف 0، 25، 50 و 75 پی پی ام پس از 05/0 درصد پلی آکریل آمید کاتیونی (CPAM) براساس وزن خشک الیاف به عنوان کمک نگهدارنده به خمیرکاغذ کرافت اضافه شد. نتایج ارزیابی خواص کاغذهای تهیه‌شده (با وزن پایه حدود3±60 گرم بر مترمربع) نشان داد که افزودن نانوذارت نقره تهیه‌شده با روش پلاسما تا حدودی منجر به کاهش ویژگی‌های مقاومتی کاغذ می‌شود. ضمن اینکه روشنی کاغذ نیز کاهش معنی‌داری را نشان داده است. امّا ماتی کاغذ و ویژگی ضدباکتری آن بخصوص در مقادیر مصرف بیش از 50 پی پی ام بطور معنی‌داری توسعه می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


- Alshehri, S.M., Aldalbahi, A., Al-Hajji, A.B., Chaudhary, A.A., Panhuis, M., Alhokbany, N. and Ahamad, T., 2016. Development of carboxymethyl cellulose-based hydrogel and nanosilver composite as antimicrobial agents for UTI pathogens. Carbohydrate Polymers, 138: 229-236.

 

- Barzan, A., Resalati, H. and Asadpour-Atoei, G., 2015. Study of using water softening process byproduct, calcium carbonate on fine paper production. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 30(1): 14-25.

- Booshehri, A.Y., Wang, R. and Xu, R., 2015. Simple method of deposition of CuO nanoparticles on a cellulose paper and its antibacterial activity. Chemical Engineering Journal, 262: 999-1008.

- Bown, R., 1997. Particle Size, Shape and Structure: Effects of fillers on paper. Proceedings of Pira International conference on use of minerals in papermaking, pp: 62-78, Pira publications, Manchester, UK.

- Carpenter, B.L., Scholle, F., Sadeghifar, H., Francis, A.J., Boltersdorf, J., Weare, W.W. and Ghiladi, R.A., 2015. Synthesis, characterization, and antimicrobial efficacy of photomicrobicidal cellulose paper. Biomacromolecules, 16(8) :2482-2492.

 

- Ghomi, H., Yousefi, M., Shahabi, N. and Khoramabadi, M., 2013. Ultrasonic-assisted spark plasma discharge for gold nanoparticles synthesis. Radiation Effects and Defects in Solids: Incorporating Plasma Science and Plasma Technology, 168(11-12): 881-891.

- Hamzeh, Y. and Rostampour, A., 2008. Principals of papermaking chemistry, Tehran University Press, 424p. (In Persian).

- Holik, H., 2006. Handbook of paper and board, Wiley-VCH Verlag Gmbh and KGaA Co., Weinheim, Germany, 505p.

- Imani, R., Talaiepour, M., Dutta, J., Ghobadinezhad, M., Hemmasi, A. and Nazhad, M., 2011. Antibacterial filter paper. Bioresources, 6(1): 891-900.

- Li, J., Liu, X., Lu, J., Wang, Y., Li, G. and Zhao, F., 2016. Anti-bacterial properties of ultrafiltration membrane modified by graphene oxide with nano-silver particles. Journal of Colloid and Interface Science, 484: 107-115.

- Montazer, M., Sadatdar, A. and Rahimi, M., 2012. Production of antibacterial Silk by proteases enzyme and nano silver. Journal of the Iranian Carpets Association, 19: 75-82.

- Morelli, C.L., Mahrous, M., Belgacem, M.N., Branciforti, M.C., Bretas, R.E.S. and Bras, J., 2015. Natural copaiba oil as antibacterial agent for bio-based active packaging. Industrial Crops and Products, 70: 134-141.

- Prasad, V., Arputharaj, A., Bharimalla, A.K., Patil, P.G. and Vigneshwaran, N., 2016. Durable multifunctional finishing of cotton fabrics by in situ synthesis of nano-ZnO. Applied Surface Science, 390: 936-940.

- Sun, S., An, Q., Li, X., Qian, L., He, B. and Xiao, H., 2010. Synergistic effects of chitosan–guanidine complexes on enhancing antimicrobial activity and wet-strength of paper. Bioresource Technology, 101(14): 5693-5700.

- Wang, J., Liu, W., Li, H., Wang, H., Wang, Z., Zhou, W. and Liu, H., 2013. Preparation of cellulose fiber–TiO2 nanobelt–silver nanoparticle hierarchically structured hybrid paper and its photocatalytic and antibacterial properties. Chemical Engineering Journal, 228: 272-280.

- Yan, J., Abdelgawad, A.M., El-Naggar, M.E. and Rojas, O.J., 2016. Antibacterial activity of silver nanoparticles synthesized In-situ by solution spraying onto cellulose. Carbohydrate Polymers, 147: 500-508.

- Yazdani aghmashhadi, O., Asadpour atoee, G., Rasooly Garmaroody, E. and Imani, R., 2017. Application of nano silver in the production of antibacterial bank-note. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 31(1): 166-179.

- Afra, A., Mohammadi, M., Saraeian, A.R. and Imani, R., 2015. Producing of microball nanosilver and applying to the paper to improve its antibacterial property. Journal of Forest and Wood Products, 68(3): 547-557.
 
- Jamali, A., Razavizadeh, S., Aliahmadi, A. and Ghomi, H., 2017. Antibacterial activity of silver and zinc oxide nanoparticles produced by spark discharge in deionized water. Contributions to Plasma Physics, 57(8): 316-321.

 

- Narchin, P., Afra, A., Saraeian, A.R., Resalati, H. and Ebrahimi, P., 2016. Effect of milling of clay on the absorption of nano-silver and investigation of its antibacterial effect in the paper. Forest and Wood Science and Technology Research, 23(2): 141-160.
 
- Rajabpour, M., Arabestani, M.R., Yousefi Mashof, R. and Alikhani, M.Y., 2012. Determination of MIC of three different classes of antidepressant in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa isolated from patients admitted to Hamedan educational hospitals. Iranian Journal of Microbiology, 7(3): 18-25.

- Rudi, H., 2015. Comparing the antibacterial property of recycled and virgin paper using zinc oxide nanorods. Quarterly Journal of Environmental Health, 2(4): 265-266.
 
- Soltani nezhad, S. and Mokhtari, T., 2011. The antibacterial activity of methanol extract of eucalyptus leaves against Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Streptococcus pyogenes. In Vitro, 2(4): 21-28.

- Tahan, C., Leung, R., Zenner, G.M., Ellison, K.D., Crone, W.C. and Miller, C.A., 2006. Nanotechnology and Improving Packaged Food Quality and Safety: Part 2. Nanocomposites. American Journal of Physics, 74(5): 443-448.