خمیر کاغذ و کاغذ
زهرا کاظمی کرچنگی؛ نورالدین نظرنژاد؛ حسن شریفی
چکیده
سابقه و هدف: امروزه با توسعه سریع جامعه انسانی، آلودگی ذرات معلق (PM) در جو افزایش یافته است. ذرات معلق به راحتی وارد سیستم تنفسی انسان شده و اثرهای جدی بر سلامت دارند و به‌عنوان یکی از مسائل بحرانی و مخاطره‌آمیز در جوامع شهری مدرن مطرح هستند. فیلترهای هوا نقشی کلیدی در کاهش انتشار این ذرات و جلوگیری از اثرهای مضر آنها بر سلامت انسان ...
بیشتر
سابقه و هدف: امروزه با توسعه سریع جامعه انسانی، آلودگی ذرات معلق (PM) در جو افزایش یافته است. ذرات معلق به راحتی وارد سیستم تنفسی انسان شده و اثرهای جدی بر سلامت دارند و به‌عنوان یکی از مسائل بحرانی و مخاطره‌آمیز در جوامع شهری مدرن مطرح هستند. فیلترهای هوا نقشی کلیدی در کاهش انتشار این ذرات و جلوگیری از اثرهای مضر آنها بر سلامت انسان ایفا می‌کنند. با توجه به اهمیت روزافزون مسئله آلودگی هوا و اثرهای مخرب آن بر سلامت انسان و محیط‌زیست، استفاده از فیلترهای مؤثر و سازگار با محیط‌زیست بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، مواد طبیعی و زیست‌تجزیه‌پذیر مانند الیاف بامبو، گزینه مناسبی برای جایگزینی با مواد پلیمری مصنوعی در ساخت فیلتر محسوب می‌شوند. این تحقیق بر تهیه و ارزیابی فیلتر سلولزی هوا با استفاده از الیاف بامبو برای مقابله با آلودگی هوا متمرکز است.مواد و روش ها: برای تهیه فیلتر، الیاف بامبو ابتدا از طریق فرایند سودا آنتراکینون با هیدروکسید سدیم 25 درصد، مدت زمان پخت 2 ساعت و دمای پخت 175 درجه سانتی‌گراد با مقدار آنتراکینون (AQ) 2/0 درصد خمیرسازی شد، سپس طی توالی D0ED1 به‌وسیله دی‌اکسید کلر و سود رنگ‌بری شد. در مرحله بعد فرایند اکسیداسیون با مقادیر پراکسید هیدروژن 3 درصد، سیلیکات سدیم 3 درصد و نسبت هیدروکسید سدیم به پراکسید هیدروژن 8/0 انجام شد. سپس 3 درصد پلی وینیل الکل به سوسپانسیون حاصل اضافه گردید و به مدت 10 دقیقه با زمان ماندن یکسان برای همه تیمارها هم زده شد. سوسپانسیون با یک هموژنایزر اولترا توراکس همگن شد و برای تهیه فیلتر سلولزی در خشک‌کن انجمادی در دمای 110- درجه سانتی‌گراد در طول 72 ساعت خشک گردید.نتایج: نتایج نشان داد که اکسیداسیون و افزودن PVA تأثیر مثبت بر ویژگی‌های مکانیکی و ساختاری فیلتر دارد. مقاومت کششی فیلترها پس از اکسیداسیون و افزودن PVA بهبود قابل‌توجهی یافته و از 236/0 نیوتن بر گرم به 528/0 نیوتن بر گرم افزایش یافت. میزان تخلخل و نفوذپذیری هوا نیز تحت تأثیر اکسیداسیون و افزودن PVA قرار گرفتند که پس از اکسیداسیون، با افزایش تعداد گروه‌های کربوکسیل و بهبود پراکندگی الیاف سلولزی، تخلخل و نفوذپذیری هوا افزایش یافتند. در حالی که افزودن PVA، پیوندهای هیدروژنی قوی ایجاد نمود و تخلخل و نفوذپذیری هوا کاهش یافت. تصاویر میکروسکوپی الکترونی (SEM) نیز تغییرات ساختاری ناشی از اکسیداسیون را به‌وضوح نشان دادند، پس از اکسیداسیون و افزودن PVA تراکم شبکه فیبری افزایش یافت و پراکندگی یکنواخت الیاف را بهبود داد و ساختاری منسجم‌تر در حالی که منفذهای کوچک میان الیاف همچنان وجود داشتند ایجاد کرد. سطح ویژه و اندازه متوسط منافذ فیلترها با استفاده از روش BET بررسی شد که نشان میدهد در فیلترهای اکسید شده و حاوی PVAسطح ویژه بیشتر شد و اندازه منافذ در همه فیلترها در مقیاس نانو حفظ گردید.نتیجه گیری: این نتایج نشان میدهد که ترکیب الیاف بامبو اکسید شده حاوی PVA به تولید فیلترهای هوای کارآمد با ویژگی‌های بهبود یافته منجر میشود که می‌تواند به کاهش آلودگی هوا کمک کند، زیرا این فیلترها با دارا بودن منافذ در مقیاس نانو قادر به جلوگیری از عبور ذرات معلق PM هستند.
خمیر کاغذ و کاغذ
امیرحسین قاسمی؛ نورالدین نظرنژاد؛ شقایق رضانژاد؛ سید حسین شریفی
چکیده
سابقه و هدف: عصاره برخی از گیاهان دارویی، قابلیت ایجاد خاصیت ضدباکتریایی دارد. از طرف دیگر عصاره گیاهی جزو مواد آلی و طبیعی و دوست‌دار محیط زیست می‌باشد. در سال‌های اخیر ساخت مواد بسته‌بندی زیست‌محیطی و ایمن مورد توجه دانشمندان و صنعتگران قرار گرفته است. کاغذ یکی از گزینه‌های زیست‌تخریب‌پذیر و ارزان جهت بسته‌بندی در صنایع مختلف ...
بیشتر
سابقه و هدف: عصاره برخی از گیاهان دارویی، قابلیت ایجاد خاصیت ضدباکتریایی دارد. از طرف دیگر عصاره گیاهی جزو مواد آلی و طبیعی و دوست‌دار محیط زیست می‌باشد. در سال‌های اخیر ساخت مواد بسته‌بندی زیست‌محیطی و ایمن مورد توجه دانشمندان و صنعتگران قرار گرفته است. کاغذ یکی از گزینه‌های زیست‌تخریب‌پذیر و ارزان جهت بسته‌بندی در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی است. همچنین مواد اولیه تشکیل دهنده کاغذ قابلیت اصلاح و تغییر با مواد مختلف را دارند. در نتیجه، می‌توان الیاف کاغذ را با عصاره‌های گیاهی تیمار کرده و در تولید کاغذهای تجدیدپذیر و با خاصیت ضدباکتریایی استفاده کرد. مواد و روش ها: در این پژوهش، از گیاه آویشن شیرازی جهت استخراج عصاره استفاده شد. آویشن تهیه شده از مزرعه تحقیقاتی، خشک و سپس پودر شد. آویشن پودر شده با استفاده از دستگاه التراسونیک تحت تیمار قرار گرفت. در این روش از دو دامنه 40 و 60 آمپلیتوت و در سه سطح زمانی 3، 6 و 9 دقیقه برای عصاره‌گیری استفاده شد. سپس کاغذها با عصاره گیاهی تهیه شده در دو مقدار 15 و 20 درصد بر اساس وزن خشک کاغذ با روش اسپری کردن عصاره بر سطح کاغذ تیمار شدند. بررسی ویژگی ضدباکتریایی کاغذها با دو باکتری اشرشیاکلای و استافیلوکوکوس اورئوس انجام شد. جهت بررسی ساختار شیمیایی عصاره گیاهی و کاغذ از طیف زیر قرمز تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. همچنین جهت بررسی ترکیبات تشکیل دهنده عصاره گیاه آویشن با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی(GC-MASS) انجام شد. ویژگی‌های نوری کاغذ شامل درجه روشنی و ماتی و ویژگی مقاومتی کاغذهای تولید شده با مقاومت به کشش، پاره شدن و ترکیدن اندازه‌گیری گردید.نتایج : در نمونه‌های کاغذ تیمار شده با عصاره آویشن شیرازی استخراج شده به روش التراسونیک، بیشترین قطر هاله عدم رشد برای باکتری اشرشیاکلای در دامنه 40 و زمان 9 دقیقه و به اندازه 20 میلی‌متر بود. همچنین بیشترین قطر هاله عدم رشد برای باکتری استافیلوکوکوس اورئوس در دامنه 60 و زمان 6 دقیقه و به اندازه 14 میلی‌متر بود. با توجه به نتایج کاغذهای تولید شده نسبت به باکتری اشرشیاکلای پاسخ ضدباکتریایی بهتری نشان داده و هاله عدم رشد بزرگتری تشکیل گردید. ترکیبات شیمیایی موجود در عصاره گیاه آویشن با دستگاه کروماتوگرافی گازی شامل مواد مختلف مانند هگزان و فوران‌ها می‌باشد. مهم‌ترین ماده شیمیایی که موجب ایجاد ویژگی ضدباکتریایی در کاغذها شد، ماده ضدباکتری کارونون (Carvenone) بود که در عصاره آویشن شیرازی مشاهده شد. نتایج آزمون‌های مقاومتی نشان داد که کاغذ تیمار شده با عصاره آویشن شیرازی استخراج شده با روش التراسونیک در دامنه 40 و زمان 3 دقیقه و مقدار مصرف 20 درصد بر اساس وزن خشک کاغذ بیشترین مقاومت به کشش و ترکیدن را نسبت به نمونه‌های تیمار شده دیگر نشان دادند. همچنین بیشترین مقاومت به پاره شدن کاغذ در نمونه تیمار شده با عصاره آویشن شیرازی استخراج شده در دامنه 60 و زمان 3 دقیقه و مقدار مصرف 15 درصد بر اساس وزن خشک کاغذ مشاهده شد. نتایج آزمون‌های نوری نشان داد که کاغذهای تیمار شده با عصاره‌های گیاهی کاهش درجه روشنی و افزایش ماتی داشتند. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که کاغذ به‌عنوان یک ماده زیست‌تخریب‌پذیر و دوست‌دار محیط زیست قابلیت تیمار با مواد ضدباکتریایی گیاهی و طبیعی مانند عصاره گیاه آویشن شیرازی را دارد. همچنین عصاره‌های گیاهی با توجه به اینکه جزو مواد ارزان، در دسترس و طبیعت محسوب می‌شوند، جایگزین مناسبی برای مواد غیرآلی و فلزی در تولید مواد با ویژگی ضدباکتریایی می‌باشند.
