خمیر کاغذ و کاغذ
مقدسه اکبری؛ الیاس افرا؛ محمد رضا دهقانی فیروزآبادی؛ سید مجید ذبیحزاده
چکیده
سابقه و هدف: بسته بندی های پلاستیکی، به عنوان یکی از مهمترین منابع ایجاد مشکلات زیست محیطی به دلیل تجزیه کند آن محسوب میشود. برای حل این مسئله، مواد زیستی به دلیل تجزیه سریع و تجدیدپذیری توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. در این زمینه، استفاده از الیاف سلولزی در بسته بندی بر پلاستیک ترجیح داده می شود. بااینحال، ...
بیشتر
سابقه و هدف: بسته بندی های پلاستیکی، به عنوان یکی از مهمترین منابع ایجاد مشکلات زیست محیطی به دلیل تجزیه کند آن محسوب میشود. برای حل این مسئله، مواد زیستی به دلیل تجزیه سریع و تجدیدپذیری توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. در این زمینه، استفاده از الیاف سلولزی در بسته بندی بر پلاستیک ترجیح داده می شود. بااینحال، چالش اصلی استفاده از الیاف سلولزی در تولید بسته بندی، مقاومت ضعیف آن در برابر آب است. این مسئله را می توان با یک پوشش زیستی مناسب بهبود داد که الهام بخش مطالعه فعلی است. هدف از این مطالعه، استفاده از یک روش ساده برای تهیه کاغذ آبگریز با پلیمر زیستی بود که سازگار با محیط زیست است. مواد و روش ها: ماده اولیه مورد استفاده برای تهیه کاغذهای دست ساز، خمیر کرافت سوزنی برگان رنگبری شده تهیه شده از کارخانه کاغذ پارس بوده است. درجه روانی خمیرکاغذ با پالایش از 750 میلیلیتر CSF به 350 میلیلیتر CSF کاهش یافت. برای تقویت ویژگیهای مقاومتی، الیاف با کربوکسی متیل سلولز (CMC) در حضور الکترولیت (CaCl2) تیمار شد. سوسپانسیونی از الیاف سلولزی تیمار نشده (70 درصد) (LF) و تیمار شده باCMC (30 درصد) (MLF)، برای تهیه کاغذ دست ساز با گرماژ g/m2 60 استفاده شد. برای تهیه امولسیون، موم زنبورعسل با غلظت های مختلف (1، 5، 10، 15 و 20 درصد) در آب گرم ذوب شد، سپس با استفاده از اولتراسونیک به مدت 9 دقیقه با دامنه 100، در آب پراکنده گردید. این کاغذها در هوا خشک شده بود و در غلظت های مختلف امولسیون موم زنبورعسل غوطه ور شدند و بعد در دماهای مختلف (25، 60، 70، 80 و 90 درجه سانتیگراد) تحت تیمار حرارتی قرار گرفتند. اثر تیمار حرارتی بر کارایی موم زنبورعسل، با اندازه گیری زمان جذب آب و زاویه تماس آب برای تمامی این تیمارها بررسی شد. 70 درجه سانتیگراد بهعنوان دمای بهینه شناسایی شد. مرحله بعد ارزیابی تأثیر غلظت های مختلف موم زنبورعسل بر ویژگی هایی مانند جذب آب (کاب)، ضخامت، گراماژ، شاخص مقاومت به کشش، درجه روشنی و ماتی است.نتایج: در مقایسه با کاغذهای تیمار نشده، زمان جذب آب و زاویه تماس آب تمام کاغذهای تیمار شده با غلظت های مختلف موم زنبورعسل در دماهای متفاوت (25، 60، 70، 80 و 90 درجه سانتیگراد) به طور قابل توجهی افزایش یافته است. زاویه تماس کاغذهای دست ساز تیمار شده با موم زنبورعسل با افزایش دمای تیمار حرارتی، به طور قابل توجهی افزایش یافت. بیشترین زاویه تماس آب از کاغذهای دست ساز غوط هور شده در 20 درصد موم زنبورعسل و در دمای تیمار حرارتی 70 درجه سانتیگراد بهدستآمده است. باوجوداین، افزایش بیشتر دمای بیش از 70 درجه سانتیگراد، زاویه تماس آب نمونه های کاغذ به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار نگرفته اند. جذب آب در کاغذهای LF و MLF به ترتیب g/m2 65/96 و g/m2 7/96 بوده است. تیمار با موم زنبورعسل جذب آب را در مقایسه با تیمار شاهد در تمامی غلظت ها کاهش داده است. پوشش دهی کاغذ ضخامت و گرماژ کاغذ را افزایش داد که با غلظت بیشتر امولسیون موم زنبورعسل، این افزایش روند صعودی داشته است. شاخص مقاومت کششی پس از استفاده از الیاف اصلاح شده با CMC، در مقایسه با کاغذ LF، افزایش یافته است اما پوشش دهی با امولسیون موم زنبورعسل شاخص مقاومت کششی کاغذ را کاهش داد. تیمار MLF و کاغذهای پوشش دهی شده با موم زنبورعسل، در مقایسه با LF، درجه روشنی بیشتری داشتند. غوطه وری کاغذ در موم زنبورعسل کمی ماتی را کاهش داد اما این تغییر به لحاظ آماری معنی دار نبوده است.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که ویژگی های ممانعتی در نمونه های پوشش داده شده با موم زنبورعسل در مقایسه با نمونه شاهد بهبود یافته است. این مطالعه تولید کارآمد، ساده و مقرون بهصرفه کاغذ آبگریز را بهعنوان یک ماده زیست تخریب پذیر نشان میدهد. یکی از مزایای اصلی این روش، عدم وجود مواد شیمیایی حاوی فلور یا حلالهای آلی در آماده سازی است که آن را برای کاربردهای صنعتی مناسب میکند و الزامات توسعه پایدار را از طریق استفاده از مواد سبز برآورده میکند.
تبدیل شیمیایی
زهرا رزم پور؛ قاسم اسدپور؛ حسین کرمانیان؛ امید رمضانی؛ سید مجید ذبیحزاده
چکیده
آلایندههای چسبناک یکی از بزرگترین چالشهای فنی در فرآیند بازیافت کاغذ هستند. این آلایندهها استحکام کاغذ را کاهشداده، باعث مسدود شدن توریها و نمدها شده و به قطعات ماشین کاغذ میچسبند یا بر روی آنها رسوب میکنند و بر عملکرد ماشین کاغذ تأثیر میگذارند. تجزیه وتحلیل رسوبات، برای تعیین منشأ آلایندهها و نحوه مقابله با آن ...
بیشتر
آلایندههای چسبناک یکی از بزرگترین چالشهای فنی در فرآیند بازیافت کاغذ هستند. این آلایندهها استحکام کاغذ را کاهشداده، باعث مسدود شدن توریها و نمدها شده و به قطعات ماشین کاغذ میچسبند یا بر روی آنها رسوب میکنند و بر عملکرد ماشین کاغذ تأثیر میگذارند. تجزیه وتحلیل رسوبات، برای تعیین منشأ آلایندهها و نحوه مقابله با آن ضروری به نظر میرسد. دراین مطالعه ابتدا رسوب چسبناک بخش تیغههای داکترخشککن (Doctor blade) درمعرض استخراج چند مرحلهای به ترتیب با حلالهای الکل، استن ،تولوئن و تترا هیدروفوران قرارگرفت. سپس ماهیت مواد حاصل و خواص فیزیکوشیمیایی آن با آنالیزهای طیفسنج مادون قرمز FTIR))، کروماتوگرافی گازی همراه با طیفسنجی جرمی (GC- MS)، تجزیه وتحلیل حرارتی (TGA)، تکنیک تحلیلی فلورسانس اشعهایکس (XRF) و میکروسکوپ الکترونی روبشی) (SEM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رسوب حاصله از الیاف سلولزی، احتمالاً ازپلیمرهایی مانند پلی ونیل استات و استایرن بوتادین که اجزای تشکیلدهنده چسبهای گرمانرم میباشند و استر اسیدهای چرب/ رزین نشأت میگیرند. اسیدهای چرب و رزینی رایجترین ترکیبات آلی دررسوبات چسبناک هستند، منشأ احتمالی این ترکیبات مواد شیمیایی (اسیدهای چرب صابونی شده) مراحل مرکب زدایی و برخی رزینها و اسیدهای چرب مورد استفاده در فرمولاسیون چسبها یا رزینهای مقاومت تر و مواد استخراجی مرتبط با الیاف سلولزی است. مواد معدنی مشاهده شده ،عمدتاً کلسیم، آهن، سیلیس و آلومینیوم میباشند که طی فرایند کاغذسازی در فرمولاسیون پرکنندهها و رنگدانههای پوشش دهنده وجود دارند.
خمیر کاغذ و کاغذ
زهرا رزم پور؛ قاسم اسدپور؛ حسین کرمانیان؛ امید رمضانی؛ سید مجید ذبیحزاده
چکیده
راهکارهای مؤثر در حذف یا خنثی سازی مواد چسبناک یکی از موضوعات مورد توجه پژوهشهای اخیر است. در پژوهش حاضر برخی از متداولترین استراتژیهای شیمیایی و فیزیکی در کنترل این مواد آلاینده بررسی و مقایسه شدند. کنترل مواد چسبناک ریز خمیرکاغذ حاصل از بازیافتکارتنکنگرهای کهنه (OCC) با استفاده از چندین روش فیزیکی (شستشو، شستشو-شناورسازی، ...
بیشتر
راهکارهای مؤثر در حذف یا خنثی سازی مواد چسبناک یکی از موضوعات مورد توجه پژوهشهای اخیر است. در پژوهش حاضر برخی از متداولترین استراتژیهای شیمیایی و فیزیکی در کنترل این مواد آلاینده بررسی و مقایسه شدند. کنترل مواد چسبناک ریز خمیرکاغذ حاصل از بازیافتکارتنکنگرهای کهنه (OCC) با استفاده از چندین روش فیزیکی (شستشو، شستشو-شناورسازی، شناورسازی –شستشو و شناورسازی) و برخی روشهای شیمیایی با استفاده از 4 پلیمر کاتیونی تثبیت کننده (آلوم- پلی آلومنیوم کلراید- پلی داد مک – نشاسته کاتیونی) در سه سطح(1/0، 5/0 و 1 درصد) براساس وزن خشک خمیر کاغذ مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی کارائی روش مورد استفاده در حذف مواد چسبناک ریز، فاکتورهای هدایت الکتریکی، سختی، میزان کدورت، مقدارمواد محلول و کلوئیدی، نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی اندازه گیری و مقایسه شدند. نتایج نشان داد که کمترین مقدار هدایت الکتریکی و سختی در روش فیزیکی مربوط به مرحله شناورسازی – شستشو و در روش شیمیایی مربوط به نشاسته کاتیونی 1درصد بود. کمترین مقدار کدورت در مرحله شستشو- شناورسازی و شستشو مشاهده شد. همچنین، احتمال وجود پتانسیل مواد چسبناک ثانویه در مرحله شستشو در کمترین حالت بود درحالیکه مرحله شناورسازی بالاترین حد احتمال مواد چسبناک ثانویه رو به خود اختصاص داد. در بین سطوح مختلف از عوامل تثبیت کننده فوق الذکر، کمترین میزان کدورت و مواد محلول و کلوئیدی مربوط به عامل تثبیت کننده پلی دادمک با سطح مصرف 1/0 درصد و کمترین میزان مواد چسبناک ثاتویه در سطح 5/0 درصد از آلوم بود.هم در روش شیمیایی و هم فیزیکی میزان کدورت و مقدار مواد محلول و کلوئیدی در =pH 4 بیشتر از pH خنثی بود. در روش شیمیایی با نشاسته کاتیونی با سطح مصرف 1 درصد و در روش فیزیکی با مرحله شستشو -شناورسازی کمترین میزان نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی بدست آمد.
شقایق رضانژاد؛ نورالدین نظرنژاد؛ حسین رسالتی؛ سید مجید ذبیحزاده
چکیده
نانو کامپوزیتهای زیست تخریب پذیر مغناطیسی سلولز به طور گستردهای در جذب آلودگی فلزات سنگین از آب مورد استفاده قرار گرفتهاند. در این تحقیق کاغذ مغناطیسی با استفاده از الیاف بلند تجاری کرافت (NMP)، الیاف مغناطیسی با گلوکونیک اسید 1درصد (NMP/GA 1%)، نانو کریستال سلولز (MNCC) و کربوکسی متیل سلولز (MCMC) تولید و به عنوان جاذب در حذف آلودگی فلزات ...
بیشتر
نانو کامپوزیتهای زیست تخریب پذیر مغناطیسی سلولز به طور گستردهای در جذب آلودگی فلزات سنگین از آب مورد استفاده قرار گرفتهاند. در این تحقیق کاغذ مغناطیسی با استفاده از الیاف بلند تجاری کرافت (NMP)، الیاف مغناطیسی با گلوکونیک اسید 1درصد (NMP/GA 1%)، نانو کریستال سلولز (MNCC) و کربوکسی متیل سلولز (MCMC) تولید و به عنوان جاذب در حذف آلودگی فلزات سنگین سرب و نیکل مورد استفاده قرار گرفتند. نانو کامپوزیتها پس از تولید با آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و مغناطیس سنج ارتعاشی نمونه (VSM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. الگوهای پراش اشعه ایکس نشان داد که الیاف و کامپوزیتهای مغناطیسی با موفقیت تولید شده و پیکهای مربوط به نانو مگنتیت در تمام نمونهها مشاهده شد. بررسی نانو مگنتیت و نانو کریستال سلولز نشان داد که بیشتر ذرات دارای اندازه به ترتیب در محدودهی 19 – 1 و 65- 1 نانومتر بودند. بالاترین اشباع مغناطیسی مربوط به کامپوزیت مغناطیسی نانو کریستال سلولز بود. نمونههای جذب به وسیله طیف سنج نشر اتمی پلاسمای مایکروویو مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمون جذب فلزات سرب و نیکل نشان داد که بالاترین میزان جذب سرب و نیکل توسط جاذب NMP/GA 1% و کمترین میزان جذب سرب ونیکل به ترتیب با MCMC و نمونه شاهد بوده است. همچنین فلز سرب جذب بالاتری نسبت به نیکل با تمامی جاذبها داشته است.
شقایق رضانژاد؛ نورالدین نظرنژاد؛ حسین رسالتی؛ سید مجید ذبیحزاده
چکیده
مهمترین چالشهای استفاده از مواد معدنی و پرکننده در فرآیند کاغذ سازی ماندگاری کم و کاهش چشمگیر ویژگیهای مقاومتی کاغذ میباشد. در این تحقیق با استفاده از الیاف بلند کرافت تجاری و نمکهای آهن و با فرآیند سنتز درجا کاغذ مغناطیسی تولید شد. نانو اکسید آهن حاصل از سنتز درجا عملکردی مانند پر کنندهها دارد در نتیجه جهت جلوگیری از کاهش ...
بیشتر
مهمترین چالشهای استفاده از مواد معدنی و پرکننده در فرآیند کاغذ سازی ماندگاری کم و کاهش چشمگیر ویژگیهای مقاومتی کاغذ میباشد. در این تحقیق با استفاده از الیاف بلند کرافت تجاری و نمکهای آهن و با فرآیند سنتز درجا کاغذ مغناطیسی تولید شد. نانو اکسید آهن حاصل از سنتز درجا عملکردی مانند پر کنندهها دارد در نتیجه جهت جلوگیری از کاهش چشمگیر ویژگیهای مقاومتی در کاغذهای مغناطیسی و کم بودن ماندگاری مواد در کاغذ نهایی، کیتوزان به عنوان افزاینده مقاومت و کمک نگهدارنده در سطوح 0، 10 و 15 درصد استفاده شد. ویژگیهای کاغذهای مغناطیسی با میکروسکوپهای نیروی اتمی و الکترونی روبشی، پراش اشعه ایکس، مغناطیس سنج لرزشی نمونه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین شاخص کشش و شاخص پارگی در نمونههای کاغذ مغناطیسی تعیین شد. نتایج حاصل از بررسی میکروسکوپی نشان داد که اندازه ذرات نانو مگنتیت در محدوده 1 تا 84 نانومتر بوده و مواد مغناطیسی کاملا سطح الیاف را پوشانده است. همچنین با افزایش مقدار کیتوزان درجه بارگذاری الیاف و اشباع مغناطیسی نمونهها افزایش یافته بهعلاوه کاغذ مغناطیسی ساخته شده از خود خاصیت سوپر پارا مغناطیس نشان دادهاند. نتایج بررسی ویژگیهای مقاومتی کاغذ نشان داد که افزودن کیتوزان تا سطح 10 درصد سبب افزایش مقاومت به پارگی و کشش شده ولی افزایش آن تا سطح 15 درصد سبب کاهش این مقاومت ها شده است.
فیزیک و مکانیک چوب
فائزه فرهادی؛ سید مجید ذبیحزاده؛ فروغ دستوریان
چکیده
کاربرد گسترده چوبهای اصلاح گرمایی شده در مصارف بیرونی و محیطهای با رطوبت نسبی و دمای بالا، مطالعه ویژگیهای مکانیکی و رفتار خزشی این فرآورده را حائزاهمیت نمودهاست. هدف کلی این پژوهش بررسی اثر دمای آزمون بر رفتار خزشی چوب اصلاح گرمایی شده افرا پلت بود. اصلاح گرمایی بر روی نمونههای خشک چوب افرا در سه سطح دمایی160، 175 و 190 درجه سانتیگراد ...
بیشتر
کاربرد گسترده چوبهای اصلاح گرمایی شده در مصارف بیرونی و محیطهای با رطوبت نسبی و دمای بالا، مطالعه ویژگیهای مکانیکی و رفتار خزشی این فرآورده را حائزاهمیت نمودهاست. هدف کلی این پژوهش بررسی اثر دمای آزمون بر رفتار خزشی چوب اصلاح گرمایی شده افرا پلت بود. اصلاح گرمایی بر روی نمونههای خشک چوب افرا در سه سطح دمایی160، 175 و 190 درجه سانتیگراد انجام شد. آزمون خمش استاتیک چهار نقطهای برای تعیین میزان بار موردنیاز در آزمون خزش، در سه تکرار در هر سطح دمای اصلاح، انجام شد. برای انجام آزمونهای خزش، سه سطح دمای آزمون 21، 40 و 60 درجه سانتیگراد و مدتزمان آزمون 65 ساعت در نظر گرفته شد. نتایج آزمون خمش نشان داد اصلاح گرمایی موجب کاهش مدولگسیختگی نسبت به نمونههای شاهد گردید؛ اما مقدار مدولالاستیسیته تغییر معناداری نیافت. نتایج آزمون خزشی نشان داد با افزایش دمای آزمون، مقادیر عکس مدولآنی و خزشی افزایش یافت. با افزایش دمای اصلاح نیز مقدار عکس مدول خزشی افزایش یافت. بررسی ضریب کارایی ضد خزش برای ارزیابی تأثیر دمای آزمون بر میزان خزش در سطوح مختلف اصلاح، نشان داد اصلاح گرمایی در دمای 160 درجه سانتیگراد به بهبود مقاومت در برابر خزش در دماهای آزمون بالاتر منجر شد که علت این امر به افزایش بلورینگی سلولز و واکنشهای تراکمی لیگنین نسبت داده شد که به پلاستیکی شدن کمتر چوب در دماهای آزمون بالاتر منجر میشود.
تبدیل شیمیایی
میلاد پولادی؛ سید حسن شریفی؛ سید مجید ذبیحزاده؛ مصطفی نیکخواه دافچاهی
چکیده
سلولز فراوانترین پلیمر زیستی و همچنین دارای پتانسیل و کاربردهای فراوانی است، لذا برای انحلالپذیر کردن آن در بسیاری از حلالهای تجاری نیاز است با انواع روشهای مشتقسازی، ساختار سلولز اصلاح شود. مشتقات سلولزی سهم روبهرشدی در بازار فرآوردههای سلولزی به خود اختصاص داده است و در صنایع متنوعی نظیر بهداشتی، دارویی، غذایی و ...
بیشتر
سلولز فراوانترین پلیمر زیستی و همچنین دارای پتانسیل و کاربردهای فراوانی است، لذا برای انحلالپذیر کردن آن در بسیاری از حلالهای تجاری نیاز است با انواع روشهای مشتقسازی، ساختار سلولز اصلاح شود. مشتقات سلولزی سهم روبهرشدی در بازار فرآوردههای سلولزی به خود اختصاص داده است و در صنایع متنوعی نظیر بهداشتی، دارویی، غذایی و صنعتی کاربرد دارد. کربوکسیمتیلسلولز یکی از مهمترین مشتقات اتری تجاری سلولز است. هدف از این پژوهش بررسی تبدیل آلفا- سلولز حاصل از گونه صنوبر دلتوئیدس به محصول سودمند و با ارزش افزودهی بیشتر با نام کربوکسیمتیلسلولز میباشد. برای بهینهسازی و بررسی اثر متقابل متغیرهای مختلف فرآیند از روش پاسخ سطح بر مبنای طراحی مرکب مرکزی استفاده شد. جهت مدلسازی فرآیند، پارامترهای عملیاتی مهم از قبیل غلظت سود، نسبت منوکلرواستیک اسید به سلولز، دما و زمان اترسازی بهعنوان متغیرهای مستقل و درجه استخلاف نمونهها بهعنوان پاسخ مطلوب مربوطه در نظر گرفته شدند. آنالیز واریانس و آنالیز سطح پاسخ برای ایجاد تابع بین متغیرها و پاسخها بهکار گرفته شد و شرایط بهینه تبدیل، تعیین گردید. نتایج نشان داد که بهترین مقدار ارائه شده در شرایط بهینهی پیشنهادی نرم افزار برای درجه استخلاف، غلظت سود 31 درصد، نسبت منوکلرواستیک اسید به سلولز 09/1، دمای اترسازی 60 درجه سانتیگراد و زمان اترسازی 157 دقیقه میباشد.
