خمیر کاغذ و کاغذ
اسماعیل رسولی گرمارودی؛ امید اسمعیلی؛ سید رحمان جعفری پطرودی
چکیده
سابقه و هدف: توجه بـه خـواص مقـاومتی کاغـذ در حـین تولیـد و مصرف آن، همیشه به‌طور ویژه مدنظر کاغذسـازان بوده است. در مورد خمیر NSSC برای تولید کاغذهای کنگرهای و یا ترکیب در تولید انواع کاغذ لاینر، حفظ مقاومت و تولید مستمر آن بسیار حائز اهمیت است. استفاده از کاغذهای بازیافتی به‌صورت خالص و یا در ترکیب با کاغذهای بکر نشان داده است که ...
بیشتر
سابقه و هدف: توجه بـه خـواص مقـاومتی کاغـذ در حـین تولیـد و مصرف آن، همیشه به‌طور ویژه مدنظر کاغذسـازان بوده است. در مورد خمیر NSSC برای تولید کاغذهای کنگرهای و یا ترکیب در تولید انواع کاغذ لاینر، حفظ مقاومت و تولید مستمر آن بسیار حائز اهمیت است. استفاده از کاغذهای بازیافتی به‌صورت خالص و یا در ترکیب با کاغذهای بکر نشان داده است که خواص مقاومتی کاغذهای حاصل کاهش مییابد. لذا، برای استفاده از کاغذ بازیافتی، چه به‌صورت خالص و چه به‌صورت ترکیب با خمیر بکر، لازم است تمهیداتی در جهت بهبود کیفیت کاغذ نهایی در نظر گرفته شود.مواد و روش‌ها: این تحقیق جهت بررسی اثر استفاده از روش‌های اکسیداسیون با دو ماده پروکسید هیدروژن و هیپوکلریت جهت پایش ویژگیهای خمیر مقوای کنگرهای با ترکیب دو خمیر NSSC و OCC انجام شد. در این تحقیق ابتدا خمیرهای مورد نظر با استفاده از پروکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم به نسبت‌های مختلف اکسیدشده و سپس طبق استاندارد TAPPI از آنها کاغذهای دست‌ساز حدود 127 گرم بر مترمربع ساخته شد. در پایان، کاغذهای مذکور ازنظر ویژگیهای فیزیکی نظیر مقاومت به جذب آب و مقاومت به عبور هوا؛ و ویژگیهای مقاومتی مورد ارزیابی قرار گرفتند.نتایج: تیمارهای شاهد دارای ویژگی مقاومت به جذب آب بالاتری هستند و با تیمار اکسیداسیون خمیرها از مقدار آن کم میشود. کاغذهای حاصل از خمیرهای اکسیدشده با هیپوکلریت در مقایسه با پروکسید از مقاومت به عبور هوای بالاتری برخوردارند. از این نظر، کاغذ حاصل از تیمار خالص OCC دارای کمترین مقاومت به عبور هواست. کاغذهای حاصل از خمیرهای اکسیدشده با پروکسید از شاخص پارگی بالاتری برخوردار میباشند. لذا، به نظر میرسد که پروکسید در مقایسه با هیپوکلریت ازنظر ویژگی پارگی ترجیح دارد. در بیشتر موارد کاغذهای حاصله از تیمار هیپوکلریت دارای شاخص کشش بالاتری هستند. با استفاده از اکسیداسیون با هیپوکلریت، مقاومت به تا شدن الیاف بیشتر میشود. ازنظر میزان مقاومت‌های CMT، RCT و CCT، فرایندهای اکسیداسیون ترکیبی به‌ویژه در تیمارهای حاوی الیاف بلند اثرگذاری بیشتری داشتهاند. اثر اکسیداسیون با پروکسید و هیپوکلریت بر روی میزان مقاومت لهیدگی سطح کاغذ در کاغذهای NSSC و OCC کاملاً متفاوت و در جهت عکس هم عمل میکنند. ولی در تیمارهای ترکیبی CMT بیشتری حاصل میشود. اثر هر دو اکسیدکننده بر ویژگی مقاومت به لهیدگی حلقهای (RCT) در کاغذهای NSSC و OCC در تیمارهای خالص سیر صعودی داشته و در حالت ترکیبی باعث کاهش RCT در کاغذها میشود. اثر اکسیداسیون با هیپوکلریت در ویژگی مقاومت به لهیدگی لبه کاغذ (CCT) در مقایسه با پروکسید بیشتر بوده است.نتیجه گیری: استفاده از تیمار اکسیداسیون با پروکسید برای کلیه خمیرها باعث میشود که کاغذهای حاصله از شاخص پارگی بالاتری برخوردار باشند؛ اما در استفاده از هیپوکلریت ویژگیهای مقاومتی متأثر از پیوند بین الیاف نظیر مقاومت کشش و مقاومت به تا شدن بیشتر بهبود پیدا کردهاند. ازنظر ویژگیهای مقاومتی نظیر مقاومت CMT، RCT و CCT، ترکیب تیمارهای پروکسید و هیپوکلریت به همراه الیاف بلند اثرگذاری بیشتری داشتهاند. لذا، با توجه به اهمیت این ویژگیها در تولید کاغذ کنگرهای پیشنهاد میشود این تیمارها در اولویت توجه قرار گیرند.
خمیر کاغذ و کاغذ
امید اسمعیلی؛ اسماعیل رسولی گرمارودی؛ سید رحمان جعفری پطرودی
چکیده
سابقه و هدف: در تولید خمیرکاغذ از موادی مانند هیپوکلریت سدیم، دی‌اکسید کلر، ازن، پروکسید هیدروژن و ... در فرایند رنگبری استفاده میشود. بعلاوه، از مواد ذکرشده می‌توان به‌عنوان مواد اکسیدکننده و افزایش بار سطحی الیاف استفاده کرد که با حضور بر روی سطح الیاف در کاغذ نهایی میتواند به مقاومت تر کاغذ کمک کند. ازاین‌رو، این تحقیق برای ...
بیشتر
سابقه و هدف: در تولید خمیرکاغذ از موادی مانند هیپوکلریت سدیم، دی‌اکسید کلر، ازن، پروکسید هیدروژن و ... در فرایند رنگبری استفاده میشود. بعلاوه، از مواد ذکرشده می‌توان به‌عنوان مواد اکسیدکننده و افزایش بار سطحی الیاف استفاده کرد که با حضور بر روی سطح الیاف در کاغذ نهایی میتواند به مقاومت تر کاغذ کمک کند. ازاین‌رو، این تحقیق برای بررسی اثر اکسیداسیون الیاف با دو ماده پروکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم بر ویژگیهای خمیرکاغذهای NSSC و OCC به ترتیب به‌عنوان خمیرکاغذهای بکر و بازیافتی انجام شد.مواد و روش‌ها: خمیرکاغذهای مورد نیاز این تحقیق، خمیرکاغذ NSSC به‌صورت رنگبری نشده و خمیرکاغذ OCC از کارخانه چوب و کاغذ مازندران تهیه گردید و درصد خشکی، درجه روانی اولیه و روشنی خمیرکاغذها اندازهگیری شد. همچنین، مواد شیمیایی مورد نیاز همگی از درجه صنعتی استفاده شدند که پروکسید هیدروژن (به‌صورت مایع 52 درصد) از شرکت کلر پارس تبریز و هیپوکلریت سدیم (به‌صورت مایع 4/16 درصد) از شرکت کلران سمنان و سیلیکات سدیم از شرکت باوند شیمی قزوین، کاستیک (سود مایع) با درصد خلوص 47 برای رنگبری با پروکسید از پتروشیمی اروند آبادان و سود پرک (سود جامد) با درصد خلوص 90 برای رنگبری با هیپوکلریت از کلران پارس سمنان تهیه گردید. برای کنترل اثرهای تخریبی فلزات انتقالی، تمام خمیرکاغذها قبل از رنگبری، با 2/0% DTPA، در شرایط 2 درصد خشکی، زمان 30 دقیقه، دمای 90 درجه سلسیوس و 5/5-5pH= تیمار شدند. در پایان این مرحله، خمیرکاغذها با آب مقطر به‌طور کامل شستشو داده شده و برای مراحل بعدی مورد استفاده قرار گرفتند. برای اکسیداسیون هر دو نوع خمیرکاغذ با پروکسید هیدروژن از نسبت‌های 3،4 و 5 درصد و هیپوکلریت سدیم برای اکسیداسیون خمیرکاغذ NSSC از نسبت‌های ذکرشده (مشابه پروکسید) و برای خمیرکاغذ OCC از نسبت‌های 0،5، 1 و 1، 5 درصد هیپوکلریت استفاده شد. سپس ویژگیهای ساختاری الیاف مانند درجه روانی، عدد کاپا، قابلیت نگهداری آب، گرانروی و گروه‌های کربوکسیل بررسی و در پایان خمیرکاغذها به‌وسیله طیف‌سنجی FT-I.R ارزیابی شدند.نتایج: نتایج نشان داد با افزایش میزان مصرف هیپوکلریت، در خمیرکاغذ NSSC اکسیدشده درجه روانی افزایش یافته ولی در خمیرکاغذ OCC اکسیدشده روند درجه روانی کاهشی است. این موضوع در مورد استفاده از پروکسید حالت عکس را نشان میدهد. همچنین، اکسیداسیون خمیرکاغذ توسط هیپوکلریت سدیم نسبت به پروکسید، باعث خروج مقدار لیگنین بیشتری شده است و از این نظر، اثرپذیری خمیرکاغذ OCC در مقایسه با خمیرکاغذ NSSC بیشتر بوده است. میزان نگهداری آب در الیاف خمیرکاغذ در تیمارهای خمیرکاغذ NSSC نسبت به خمیرکاغذ شاهد روند افزایشی داشته است و در مورد تیمارهای OCC نسبت به تیمار شاهد آن تغییر معنیدار نداشته و تنها در یک مورد (OC-Na1) کاهش معنیدار داشته است. با افزایش مصرف پروکسید در فرایند اکسیداسیون هر دو نوع خمیرکاغذ NSSC و OCC، با وجود افزایش میزان گرانروی، بین سطوح مختلف مصرف اختلاف معنیداری وجود ندارد. بعلاوه، با افزایش سطح مصرف هیپوکلریت، روند افزایش معنیدار بین گرانروی خمیرکاغذهای ذکرشده مشاهده میشود. مقدار گروه‌های کربوکسیل خمیرکاغذهای تیمار شده با پروکسید در هر دو نوع خمیرکاغذ NSSC و OCC نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت. اثرگذاری هیپوکلریت در مقایسه با پروکسید در ایجاد گروه‌های کربوکسیل در هر دو نوع خمیرکاغذ بیشتر بوده است. ارزیابی طیف‌سنجی FT-IR هم نشان میدهد که عملیات اکسیداسیون با پروکسید و هیپوکلریت باعث افزایش گروه‌های کربوکسیل بر روی هر دو نوع خمیرکاغذ نسبت به نمونه‌های شاهد شده است.نتیجه گیری: اثرگذاری هیپوکلریت در مقایسه با پروکسید در ایجاد گروه‌های کربوکسیل در هر دو نوع خمیر بیشتر بوده است، به‌طوری‌که به نظر میرسد افزایش گروه‌های کربوکسیل روی زنجیره سلولزی توسط پروکسید بیشتر بر روی C6 و توسط هیپوکلریت بیشتر بر روی C2 و C3 رخ داده است. عملیات اکسیداسیون با افزایش گروه‌های کربوکسیل و به‌دلیل ایجاد وزن مولکولی بالاتر باعث افزایش گرانروی خمیرکاغذها میشود. بعلاوه، افزایش گروه‌های کربوکسیل به دلیل فعالیت شیمیایی بالاتر، قادر به جذب آب بالاتر و WRV بالاتر می‌باشد.
