تبدیل شیمیایی
تبدیل شیمیایی
حجت الله اکبری؛ فاطمه راوری؛ فاسم اسدپور؛ اشرف السادات قاسمی
چکیده
چکیده:سابقه وهدف: افزودن برخی مواد شیمیایی وهمین طور برخی اصلاحات (Modify) اجزای تشکیلدهنده کاغذ(سلولز و مواد شیمیایی افزودنی) عاملی مهم برای تغییر یا تقویت پیوندهای بین مولکولی کاغذ میشود که عامل بروز ویژگی‌هایی میشود که کاربردهای متنوع وخاصی را برای ترکیبات سلولزی فراهم میکند. بیشتر افزودنی‌های مقاومتی عمدتاً بر تشکیل پیوندهای ...
بیشتر
چکیده:سابقه وهدف: افزودن برخی مواد شیمیایی وهمین طور برخی اصلاحات (Modify) اجزای تشکیلدهنده کاغذ(سلولز و مواد شیمیایی افزودنی) عاملی مهم برای تغییر یا تقویت پیوندهای بین مولکولی کاغذ میشود که عامل بروز ویژگی‌هایی میشود که کاربردهای متنوع وخاصی را برای ترکیبات سلولزی فراهم میکند. بیشتر افزودنی‌های مقاومتی عمدتاً بر تشکیل پیوندهای هیدروژنی متعدد برای حفظ و اثربخشی خود متکی هستند. سرسین ابریشم یک ماکرومولکولی طبیعی است و به‌دلیل یک پروتئین «چسب مانند» شناخته میشود، (شکل 1). سرسین یک ماده آبدوست است که سازگاری عالی با سایر بیوپلیمرهای آبدوست مانند نشاسته، پلی وینیل الکل (PVA) و آلژینات دارد. با توجه به تطبیق پذیری و خواص برجسته سرسین، بهطور گستردهای برای تولید اسفنج ها، فیلم ها و هیدروژل ها برای استفاده بیشتر در کاربردهای مختلف زیست پزشکی بکار می‌رود. جایگزینی مواد زیست تخریب پذیر به‌جای منابع جنگلی در صنایع کاغذسازی اهمیت زیادی دارد. با وجود استفاده گسترده از خمیر بازیافتی، کاهش مقاومت مکانیکی این مواد به دلیل تکرار چرخه‌های بازیافت، چالشی جدی به‌شمار می‌آید. این پژوهش با هدف اصلاح نشاسته و همچنین نانوسلولز با سرسین با خواص پلیمری برای ایجاد خواص تقویتی و برخی خواص جدید و بررسی آن، بر بهبود ویژگیهای کاغذ ساخته‌شده از مقوای کنگره ای کهنه(OCC) انجام شد.مواد و روش ها: در این پژوهش از سرسین ، نانوسلولز و نشاسته استفاده شده‌است . در شرایط آزمایشگاهی هیدروژل نانوسلولز حاوی سرسین تهیه شده‌است. نانوسلولز ونشاسته با اپی کلروهیدرین (ECH) با واکنش گروه های هیدروکسیل آن با گروه اپوکسی( ECH) عاملدارشده‌است. نانوسلولز و نشاسته عاملدار شده با اپوکسید با این گروه ها روی سرسین ابریشم که حاوی اسیدهای آمینه مختلف با گروه های جانبی فعال مانند گروه های آمین، کربوکسیل و هیدروکسیل کنش میدهد و یک پیوند کووالانسی ویا هیدروژنی ایجاد میکند. با پیوند بین گروه های آمینی و آمیدی سرسین و گروه های هیدروکسی نانوسلولز و نشاسته ، پیوندهای هیدروژنی تشکیل شده و کامپوزیت نهایی ایجاد میشود.. نشاسته و نانوسلولز با استفاده از سرسین اصلاح شدند و با استفاده از تجهیزات آنالیز دستگاهی مانند FT-IR و دیگر دستگاههای مشابه بوجود آمدن ترکیب جدید نشاسته – سرسین و نانوسلولز- سرسین تایید شده‌است و در نسبت های مختلف (20/70، 30/70، 40/70 و 50/70) به خمیر کاغذ بازیافتی اضافه شدند( 70 نسبت خمیربازیافتی). کاغذهای دست‌ساز با گرماژ g/m² 60 تهیه گردید. ویژگیهای مکانیکی مانند شاخص مقاومت به کشش، طول پارگی، شاخص مقاومت به ترکیدگی، شاخص مقاومت به پارگی، و درجه روانی با استفاده از استانداردهای مرتبط مورد بررسی قرار گرفت.نتایج: افزودن نشاسته و نانوسلولز اصلاح‌شده با سرسین بهطور معناداری موجب بهبود شاخص مقاومت به کشش، ترکیدگی و پارگی کاغذ شد. بیشترین بهبود با نسبت 20/70 نشاسته اصلاح‌شده مشاهده گردید. افزودن این مواد به خمیر کاغذ، تأثیر مثبتی بر این ویژگی ها داشته است. ازآ‌‌ن‌جا که افزودن این مواد تغییری در مقاومت ذاتی الیاف ایجاد نمی‌کند، تغییرات مشاهده‌شده در مقاومت کششی کاغذ احتمالاً ناشی از افزایش یا کاهش پیوند بین الیاف است این افزایش می‌تواند به دلیل نفوذ مواد اعمال‌شده در فضای بین الیاف باشد. در مقابل، افزایش غلظت سرسین در ترکیبات، در برخی نسبت ها موجب کاهش جزئی این ویژگیها شد. شاخص مقاومت به پاره شدن از ویژگیهای مهم در ارزیابی‌های کاغذ است. این شاخص عموماً تحت تأثیر عوامل متعددی از قبیل میانگین طول الیاف، مقاومت ذاتی الیاف، میزان پیوند بین الیاف و میزان جهت یافتگی الیاف میباشد در اینجا میزان پیوند بین الیاف و جهت یافتگی بیشترین تاثیر را می‌توانند داشته باشند. نانوسلولز اصلاح‌شده با سرسین مقاومت به عبور هوا را افزایش داد و پراکندگی یکنواخت تری در ساختار کاغذ ایجاد کرده است یعنی بطور غیر‌مستقیم نشان‌دهنده ساختار داخلی و کیفیت شکل‌گیری کاغذ است . و همین طور افزودن نشاسته و نانوسلولز اصلاح‌شده با سرسین باعث کاهش درجه روانی خمیر در نسبت های مختلف اشاره شده گردید.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که نشاسته و نانوسلولز با سرسین پیوند داده است و اصلاح در ساختار این دو ماده بوجود آمده است و استفاده از نشاسته و نانوسلولز اصلاح‌شده با سرسین می‌تواند راهکاری موثر و زیست‌سازگار برای بهبود مقاومت مکانیکی کاغذ بازیافتی باشد. این روش نه‌تنها کیفیت کاغذ را بهبود می‌بخشد، بلکه گامی مهم در راستای توسعه پایدار و استفاده از مواد زیستی تجدیدپذیر به‌شمار می‌آید.
مقاله پژوهشی
خمیر کاغذ و کاغذ
سلیمان ظاهری؛ علی قاسمیان؛ محمد رضا دهقانی فیروز آبادی؛ قاسم اسدپور
چکیده
سابقه و هدف: کاغذ سلولزی یک منبع مهم تجدیدپذیر است و از سلولز، همی‌سلولزها و لیگنین تشکیل شده است. به دلیل مزایای آن در سبک‌وزن، انعطاف‌پذیری، کم‌هزینه و دوستدار محیط‌زیست بودن استفاده میشود. بااین‌حال، کاغذ سلولزی بهطور ذاتی قابل‌اشتعال و سوختن است. در نتیجه، اصلاح کاغذ با مواد کند‌سوز‌کننده آلی برای کاهش مقدار بلایای ...
بیشتر
سابقه و هدف: کاغذ سلولزی یک منبع مهم تجدیدپذیر است و از سلولز، همی‌سلولزها و لیگنین تشکیل شده است. به دلیل مزایای آن در سبک‌وزن، انعطاف‌پذیری، کم‌هزینه و دوستدار محیط‌زیست بودن استفاده میشود. بااین‌حال، کاغذ سلولزی بهطور ذاتی قابل‌اشتعال و سوختن است. در نتیجه، اصلاح کاغذ با مواد کند‌سوز‌کننده آلی برای کاهش مقدار بلایای آتش‌سوزی و گسترش دامنه کاربرد کاغذ سلولزی قابل‌توجه است. این مطالعه به بررسی تأثیر دی‌آمونیوم فسفات و نانو رس به همراه نشاسته کاتیونی بر ویژگیهای کاغذ تولید شده از خمیر سودا باگاس پرداخته است. مواد و روش‌ها: برای این منظور، کاغذ حاصل ازخمیرسودای باگاس کارخانه پارس با وزن پایه 2- g.m 120 و ضخامت میانگین mm0.185 تهیه شد و سپس با غلظتهای مختلف دی‌آمونیوم فسفات و نانو رس (10، 20 و30 درصد) و 10درصد نشاسته کاتیونی پوششدهی شدند. عملیات پوششدهی با استفاده از دستگاه Auto Bar Coater انجام شد و نمونهها در آون با دمای 65-60 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 دقیقه خشک شدند. پس از خشک‌شدن، نمونهها به مدت 2 روز در دمای محیط قرار گرفتند. آزمون‌های مختلفی مانند مقاومت به نفوذ مایعات(آزمون Cobb)، ضخامت، زاویه تماس، مقاومت به کشش، مقاومت به ترکیدن و مقاومت به پاره شدن بر روی نمونهها انجام شد. همچنین ویژگیهای آتش کاغذ شامل: پایداری حرارتی و سوختن و اشتعال‌پذیری عمودی نیز بررسی شد. نتایج: پوششدهی کاغذ با دی‌آمونیوم فسفات (DAP) و نانو رس مونت‌موریلونیت(MMT) در حضور نشاسته کاتیونی، موجب بهبود ویژگیهای آب‌گریزی و مقاومت در برابر شعله در کاغذ شد. با این حال، بهطور کلی، کاغذهای پوشش‌یافته با دی‌آمونیوم فسفات در مقایسه با نانو رس، عملکرد بهتری از خود نشان دادند. این برتری به دلیل تشکیل لایه‌های یکنواخت و مسدود کردن منافذ سطحی است که از نفوذ آب جلوگیری کرده و موجب افزایش خاصیت آب‌گریزی نسبت به کاغذهای پوشش‌یافته با نانو رس و نمونه کنترل میشود. استفاده از دی‌آمونیوم فسفات با غلظت بهینه ۲۰ درصد، مقاومت کششی را افزایش داده اما موجب کاهش مقاومت به پاره شدن و ترکیدن گردید. در غلظتهای بالاتر، این پوشش نقش موثرتری در بهبود ویژگیهای مکانیکی کاغذ ایفا میکند.افزایش غلظت دی‌آمونیوم فسفات به ۳۰ درصد، بازده زغال (Char Yield) را به میزان قابل توجهی بالا برد، که بیانگر بهبود مقاومت حرارتی کاغذ است. هر دو ماده پوششی باعث کاهش دمای تجزیه حرارتی و افزایش بازده زغال شدند و به عنوان مانعی برای پیشگیری از سوختن بیشتر عمل کردند. در آزمایش‌های اشتعال‌پذیری عمودی، کاغذهای پوشش‌یافته با دی‌آمونیوم فسفات در غلظتهای بالاتر، زمان اشتعال و طول زغال کمتری داشتند و رفتار خودخاموش‌شوندگی از خود نشان دادند.نتایج طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR)، عملکرد بازدارنده شعله در فاز متراکم را تأیید کرد. همچنین، تحلیل وزن‌سنجی حرارتی (TGA) نمونهها نشان داد که نمونه‌های تیمارشده، در مقایسه با نمونه کنترل، بالاترین درصد باقی‌مانده زغال را داشتند. بررسی شکل گسترش شعله نیز حاکی از بهبود ویژگیهای مقاومت به آتش در نمونه‌های تیمارشده نسبت به نمونه تیمار نشده بود. علاوه بر این، تمام ویژگیهای مقاومتی (مانند مقاومت کششی، مقاومت به ترکیدن و مقاومت به پاره شدن) در نمونه‌های تیمارشده بهبود یافت.در مجموع، پژوهش حاضر نشان داد که پوششدهی با دی‌آمونیوم فسفات و نانو رس در حضور نشاسته کاتیونی، موجب بهبود چشمگیر ویژگیهای فیزیکی و مقاومت به شعله در کاغذ باگاس میشود. به‌ویژه، استفاده از دی‌آمونیوم فسفات در غلظت ۳۰ درصد، بازده زغال را به ۴۸.۱۶۵ درصد رساند که معادل افزایش ۱۳۳ درصدی نسبت به نمونه شاهد و ۱۱۱ درصدی نسبت به نانو رس بود. این نتایج تأیید میکند که اصلاح کاغذ حاصل از خمیر سودای باگاس با این ترکیب، امکان تولید کاغذ با خواص بازدارندگی شعله بالا، بازده زغال مطلوب و بدون انتشار مواد مضری مانند هالوژن یا فرمالدئید را فراهم می‌سازد.نتیجه‌گیری: به‌‌طورکلی، استفاده از دی‌آمونیوم فسفات و نانو رس در حضور نشاسته کاتیونی به‌‌عنوان مواد پوششی می‌تواند ویژگیهای فیزیکی و مقاومتی کاغذ باگاس را بهبود ببخشد و آن را برای کاربردهای مختلف مقاوم به شعله مناسب‌تر سازد. بنابراین از این ورق‌‌های کاغذ تیمار شده می توان به عنوان مواد مبتنی برکاغذ مقاوم در برابر آتش استفاده کرد.
مقاله پژوهشی
حفاظت و اصلاح چوب
مصطفی ملکی گلندوز؛ علی بیات کشکولی؛ هادی غلامیان؛ محمود رضا حسینی طباطبایی؛ سعید رضا فرخ پیام
چکیده
چکیده
سابقه و هدف: نخل خرما، یکی از منابع مهم مواد لیگنو‌سلولزی، در ایران است. ساختار چوب نخل خرما از گیاهان تک‌لپه‌ای و بسیار متمایز از چوب درختان دولپه‌ای است.این ماده اولیه نیاز به مطالعه داشت، از اینرو با رویکرد اصلاح نخل خرما دوستدار محیط زیست و رفتار برخی ویژگیهای مکانیکی جهت کاربرد در صنعت چوب و مبلمان تحقیق انجام شد.
...
بیشتر
چکیده
سابقه و هدف: نخل خرما، یکی از منابع مهم مواد لیگنو‌سلولزی، در ایران است. ساختار چوب نخل خرما از گیاهان تک‌لپه‌ای و بسیار متمایز از چوب درختان دولپه‌ای است.این ماده اولیه نیاز به مطالعه داشت، از اینرو با رویکرد اصلاح نخل خرما دوستدار محیط زیست و رفتار برخی ویژگیهای مکانیکی جهت کاربرد در صنعت چوب و مبلمان تحقیق انجام شد.
مواد و روش ها: چهار نفر نخل خرما از استان سیستان و بلوچستان در شهر زابل تهیه شد. تنه‌ها در امتداد تنه به چهار قسمت دو متری جهت سبکی و صحولت جابجایی در کارگاه برش چوب دانشکده منابع طبیعی دانشگاه زابل قطع زنی شد. نمونه‌های آزمونی از موقعیت‌های مختلف در امتداد مقاطع عرضی و در ارتفاعات مختلف درون تنه تهیه شد. نمونه‌های مذکور برای آزمون مکانیکی و اصلاح حرارتی تهیه و آماده شد. برای تعیین خواص مکانیکی قبل از اصلاح، آزمون‌های مقاومت کشش موازی بسته‌های آوندی، مقاومت کشش عمود بر بسته‌های آوندی، مقاومت برشی موازی بسته‌های آوندی، مقاومت فشار موازی بسته‌های آوندی، انجام شد. نمونه‌های آزمونی برای تیمار حرارتی در محفظه حرارتی(آون) در 11 دمای متفاوت (120 تا°C ۲۱۰) با حفظ دمای ثابت به مدت 2 ساعت و زمان یکسان اصلاح شد. رفتار برخی ویژگیها از جمله مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، زبری سنج و آزمون مقاومت به پیچ و میخ بعد و قبل از عملیات اصلاح حرارتی برای قابلیت در صنعت مبلمان تست شد. تجزیه و تحلیل واریانس تیمار حرارتی در دماهای مختلف انجام شد.
نتایج: نتایج نشان داد؛ میانگین خواص مکانیکی قبل از اصلاح، آزمون‌های مقاومت کششی موازی بسته‌های آوندی، مقاومت کششی عمود بر بسته‌های آوندی، مقاومت برشی موازی بسته‌های آوندی، مقاومت فشار بر موازی بسته‌های آوندی، به ترتیب با میانگین 07/85، 31/1، 58/3 ،79/19 ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم ﺑﺮ ﺳﺎﻧﺘﻲ ﻣﺘﺮﻣﺮﺑﻊ تعیین شد. در عملیات اصلاح، دود روشن و بوی بسیار معطر با رایحه خوشبو درآزمایشگاه پخش شد.این پدیده یکی از علایم تغییرات خواص نخل خرما بعد از اصلاح بود. همچنین رفتار برخی ویژگیها از جمله مقاومت خمشی(MOR) نمونه‌های اصلاح نشده و اصلاح شده نخل خرما، به ترتیب با میانگین 109/39 و 719/70 ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم ﺑﺮ ﺳﺎﻧﺘﻲ ﻣﺘﺮﻣﺮﺑﻊ ثبت شد. بالاترین عدد میانگین مدول الاستیسیته(MOE) به ترتیب برابر با 38/ 2356 و 57/2677 ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم ﺑﺮ ﺳﺎﻧﺘﻲ ﻣﺘﺮﻣﺮﺑﻊ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ شد. فرآیند اصلاح در دماهای مختلف نشان داد، در محدوده دمایی oC 160 افزایش MOR و افزایش MOE رخ داده است. ولی با افزایش دمای تیمار حرارتی در نمونه‌های بعدی مقدارMOR وMOE کاهش نشان داد. در تیمارoC 210 نمونهها تقریبا حالت سوختگی سطحی داشت. همچنین آزمون مقاومت به پیچ نسبت به میخ بعد از اصلاح افزایش مقاومت نشان داد. نتایج آزمون زبری سنج بعد از اصلاح ، در محدوده دماییoC 150 و160 شاهد میزان تغییرات سطوح کم و نرمی ایجاد کرده بود.
نتیجه گیری: با اشاره به این تحقیق سرآغاز ورود به ایجاد دانش اساسی برای اصلاح حرارتی چوب نخل خرما است. به طور کلی، راه‌های امیدوارکننده‌ای برای تطبیق ویژگیهای این ماده لیگنو سلولزی برای مطابقت با کاربردهای مختلف و در عین حال حفظ طبیعت تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست آن ارائه میدهد. استقبال از این پیشرفت‌ها ممکن است راه را برای توسعه این مواد نوآورانه و پایدار در سال‌های آینده در صنعت چوب، مبلمان و پوشش‌های داخلی منزل هموار شود.
مقاله پژوهشی
شیمی چوب
محدثه حسینی صومعه؛ مهرناز آزادی بویاغچی؛ کامبیز پورطهماسی؛ مریم افشارپور؛ صمد نژاد ابراهیمی
چکیده
سابقه و هدف: شناسایی کاغذهای تاریخی یکی از مراحل مهم مطالعه بر روی آثار آرشیوی و کاغذی است که حفاظت صحیح از آن را تضمین میکند. کاغذهای تاریخی متشکل از الیافی با ترکیبات آلی کربوهیدرات همچون سلولز و همی‌سلولز و لیگنین‌ها هستند. میزان اندک لیگنین و پرکننده‌های قلیایی موجب ماندگاری آنان شده است. علاوه بر این حضور آهار به عنوان ایجاد ...
بیشتر
سابقه و هدف: شناسایی کاغذهای تاریخی یکی از مراحل مهم مطالعه بر روی آثار آرشیوی و کاغذی است که حفاظت صحیح از آن را تضمین میکند. کاغذهای تاریخی متشکل از الیافی با ترکیبات آلی کربوهیدرات همچون سلولز و همی‌سلولز و لیگنین‌ها هستند. میزان اندک لیگنین و پرکننده‌های قلیایی موجب ماندگاری آنان شده است. علاوه بر این حضور آهار به عنوان ایجاد سطح مناسب نگارشی بر مقاومت آن افزوده است. روش‌های دستگاهی بسیاری برای شناسایی کاغذهای تاریخی مورد استفاده قرار گرفته است که از جمله آن، طیف‌سنجی مادون قرمز است. این پژوهش بر آن است تا تاثیر تغییرات پیرشدگی و آهار را بر روی دو دسته از کاغذهای تاریخی معروف به سمرقندی و دولت آبادی با این روش دستگاهی بررسی نماید.مواد و روش‌ها: از میان کاغذهای تاریخی 8 نمونه به طور تصادفی انتخاب شدند. این نمونه ها همگی با ویژگی خود رنگ بودن و آهار یکسان نشاسته انتخاب شدند که برای این منظور با استفاده از آزمون لوگل سنجیده شدند. برای بررسی تغییرات صورت گرفته در ساختار درونی کاغذها و همچنین آهار موجود در سطح کاغذهای تاریخی از آزمون پیرسازی مصنوعی که روشی تسریعی در تخریب ساختار مولکولی مواد آلی کاغذ است استفاده شد. برای آماده سازی نمونهها، حدود g5 از دو نمونه کاغذ تاریخی D2 و S4 برداشته شد و به مدت h 24 ساعت در شرایط °C23 و در رطوبت نسبی % 50 قرار گرفتند. سپس جهت آزمون پیرسازی تسریعی در حرارت °C80 و رطوبت نسبی %65 به مدت 24 روز به انکوباتور منتقل شدند. از دستگاه FTIR Spectrometer مدل TENSOR 27ساخت شرکتBruker آلمان در دانشگاه هنر تهران، با سطح آنالیزور کریستال ZnSe و به روش انعکاس کلی ضعیف شده در محدوده cm-1 400 الی cm-1 4000 استفاده شد.یافته‌های تحقیق: پس از گذشت دو دوره 12 روزه (576 ساعت و تقریبا معادل 50 سال) مقادیر اسیدیته در دو نمونه کاغذ تاریخی، کاهش میزان عدد pH را نشان می‌دهند. این مقادیر اکسیداسیون سلولز را آشکار می‌کنند که ناشی از فرآیند توامان پیرسازی تسریعی حرارتی و رطوبتی می‌باشند. نتایج افزایش اسیدی شدن کاغذها پیک‌های واضحی را در ناحیه cm -1 1730 ظاهر و یا به شدت آنان افزودند. این نوارهای جذبی مربوط به پیوندهای C=O در گروه‌های کربونیل هستند که در مقایسه با نمونه‌های قبل از پیرسازی وجود نداشتند و پس از آن آشکار شدند. مقایسه میان دو کاغذ تاریخی پیرسازی شده به مدت 50 سال بیشتر از نمونه‌های کاغذ اصلی در طیف‌سنجی FTIR- ATR نشان می‌دهند که پس از پیرسازی، شدت مقادیر سلولزی و ترکیبات آلی در مقایسه با مقادیر لیگنین کاهش یافته است و با افزایش شدت پیک لیگنین در ناحیه cm -1 1595 خود را آشکار ساخته است. و این دو نمونه نسبت به نمونه کاغذهای اصلی خود در ارتفاع دورتر و بالاتری قرار گرفته اند که به دلیل افزایش مقادیر لیگنین به نسبت مقادیر سلولز و ترکیبات آلی است. بنابراین نقش پیرسازی و تغییر اسیدیته را در تغییر نقاط شناسایی الیاف با توجه به نمودار گارسید با خطا مواجه می کنند. همچنین تاثیر عامل خارجی آهار نشاسته نیز با تغییر در اعداد موجی و شدت آنان در نقاط اصلی cm -1 1595، cm -1 1105 و cm-1 2900 نمود می‌یابد. در طیف‌سنجی کاغذ اصلی کاهش شدت پیک کاملا مشهود است و این نشان میدهد که آهار منجر به پوشش سطح کاغذ و در نهایت کاهش شدت طیف شده است. بنابراین با شستن کاغذها، شدت ها تغیر کرده و اندکی از میزان لیگنین کاسته شده است اما بر میزان ترکیبات آلی و سلولز افزوده شده است.نتیجه‌گیری: یافته‌ها نشان دادند میزان اسیدیته که با روند افزایش عمر و با افزایش لیگنین در کاغذهای تاریخی ظاهر می‌گردد بر روی نقاط شدتِ حاصل از طیف‌سنجی FTIR_ATR تاثیر داشته و آنان را در نمودار گارسید جابجا میکند. همچنین آهار نیز عامل دیگری است که نقش بسزایی در تغییر داده های نمودار گارسید در شناسایی الیاف کاغذهای تاریخی دارد و نقاطی متفاوت را نشان می‌دهند. بنابراین آهار نشاسته و روند پیرسازی که با تغییر میزان اسیدی شدن کاغذهای تاریخی در ارتباط است بر روی طیف‌سنجی FTIR_ATR تاثیر گذارند.
خمیر کاغذ و کاغذ
خمیر کاغذ و کاغذ
رامین ویسی؛ حسین رسالتی؛ ربیع بهروز
چکیده
سابقه و هدف: در حال حاصر، در ایران خمیرکاغذ CMP و کاغذ روزنامه از حدود 50 درصد غان، 20 درصد صنوبر و حدود 30 درصد مخلوط سایر گونه‌های چوبی تولید میشود. برای بهبود خصوصیات مقاومتی کاغذ حاصل و بهبود قابلیت حرکتپذیری کاغذ در حین تولید و چاپ، نیاز به بکارگیری حدود 17 درصد الیاف بلند وارداتی است. این خمیرکاغذ وارداتی که معمولا خمیرکاغذ کرافت ...
بیشتر
سابقه و هدف: در حال حاصر، در ایران خمیرکاغذ CMP و کاغذ روزنامه از حدود 50 درصد غان، 20 درصد صنوبر و حدود 30 درصد مخلوط سایر گونه‌های چوبی تولید میشود. برای بهبود خصوصیات مقاومتی کاغذ حاصل و بهبود قابلیت حرکتپذیری کاغذ در حین تولید و چاپ، نیاز به بکارگیری حدود 17 درصد الیاف بلند وارداتی است. این خمیرکاغذ وارداتی که معمولا خمیرکاغذ کرافت سوزنی برگ است و از سایر کشورها (فنلاند) وارد ایران میشود، ضمن ایجاد وابستگی، سالیانه باعث صرف و خروج مقادیر زیادی ارز از کشور نیز می‌گردد. از طرف دیگر، در کارخانه لینتر پاک بهشهر که در فاسله حدود 50 کیلومتری چوب و کاغذ مازندران قرار دارد، سالیانه بیش از 10000 تن لینتر خالص سازی شده تولید می‌گردد، که با توجه به قابلیت دسترسی مناسب، سهولت و هزینه پایین حمل و نقل مواد، بسیار حائز توجه و اهمیت است. به همین منظور، این تحقیق با هدف امکان استفاده از لینتر پنبه بجای خمیر الیاف بلند وارداتی در کاغذ روزنامه انجام شد. مواد و روش ها: برای انجام این تحقیق، نمونه‌های آزمونی لینتر پنبه خالص سازی شده از کارخانه لینتر پاک بهشهر، خمیر الیاف بلند وارداتی و خمیر CMP از کارخانه چوب و کاغذ مازندران و بصورت تصادفی انتخاب گردید. در مرحله اول، درجه روانی، کلاسه بندی الیاف و ویژگیهای بیومتری الیاف آن‌ها اندازه گیری شد. سپس با استفاده از پالاینده آزمایشگاهی PFI mill خمیر الیاف بلند وارداتی و لینتر پنبه تا درجات روانی CSF500 ، 450 و 400 و خمیر CMP تا درجات روانی CSF 450 ، 400 و 350 پالایش گردید. درمرحله بعد، خمیرپالایش شده الیاف بلند وارداتی و لینتر پنبه به صورت مخلوط و جداگانه و با نسبت های 10 ، 15 ، 20 و 25 درصد با خمیر CMP کارخانه چوب و کاغذ مازندران مخلوط شد. از نمونه های انتخابی و طبق آزمون های استاندارد TAPPI کاغذ دست ساز با وزن پایه gr/m2 60 تهیه گردید. برای اندازه گیری خواص نوری کاغذهای تهیه شده از دستگاه طیف سنجی استفاده شد. به طوری که، بر این اساس درجه روشنی، زردی و ماتی کاغذهای دست ساز تعیین شد. سپس ویژگیهای مقاومتی به ویژه مقاومت های به پارگی، ترکیدن، کششی و طول پارگی کاغذ های حاصل با استفاده از آزمون های استاندارد TAPPI اندازه گیری و مقایسه گردیدنتایج: نتایج کلاسه بندی الیاف لینتر پنبه و الیاف بلند وارداتی نشان داد که درصد وزنی الیاف بلند (مش‌های 14 و 48) لینتر پنبه و پراکنش آن بیشتر و ذرات ریز (نرمه ها) آن کمتر از الیاف بلند وارداتی است. ویژگی های بیومتری الیاف لینتر پنبه و الیاف بلند وارداتی نشان داد که متوسط طول الیاف، ضرایب درهم رفتگی، ضریب انعطاف پذیری الیاف لینتر پنبه بیشتر و قطر کلی، قطر حفره، ضخامت دو دیواره و ضریب رانکل آن کمتر از الیاف بلند وارداتی است. همچنین، با افزایش دورهای پالایش درجه روانی در الیاف بلند و لینتر پنبه روند کاهشی را نشان داد. با افزایش درصد اختلاط لینتر پنبه و الیاف بلند وارداتی و از 10 تا 25 درصد، روشنی و زردی کاغذ حاصل بهبود و ماتی آن کاهش یافت. با افزودن الیاف بلند و لینتر پنبه و مخلوط لینتر پنبه + الیاف بلند و از 10 تا 25 % به خمیر CMP، مقاومت کششی، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به پارگی و طول پارگی افزایش را نشان داد. این افزایش با افزودن لینتر به خمیر CMP، ملایم تر است. کاغذ حاصل از افزودن لینتر پنبه به خمیر CMP همواره دارای کمترین ویژگیهای مقاومتی و کاغذ حاصل از افزودن الیاف بلند وارداتی به خمیر CMP دارای بیشترین ویژگیهای مقاومتی بوده است. بحث: با عنایت به این که لینتر پنبه به علت ساختار کریستالین به پالایش عکس العمل مطلوبی نشان نمی‌دهد، beater بعلت پالایش طولانی تر و ملایم تر می‌تواند مناسب تر باشد. در این ارتباط، ویژگیهای مقاومتی کاغذ حاصل از لینتر پنبه همواره کمتر از الیاف بلند وارداتی بوده است. اما استفاده از مخلوط لینتر پنبه + الیاف بلند، بخصوص در درجات روانی CSF 400 و 450، بخاطر داشتن ویژگی-های نوری و مقاومتی مناسب و قابل مقایسه با الیاف بلند وارداتی، را می‌توان جایگزین بخشی از الیاف بلند وارداتی در کاغذ روزنامه کرد.
خمیر کاغذ و کاغذ
خمیر کاغذ و کاغذ
جعفر ابراهیم پور کاسمانی؛ احمد ثمریها
چکیده
سابقه و هدف: کاغذ و مقوا به عنوان یک ماده زیست‌تخریب‌پذیر و سبک در بسته‌بندی صنایع مختلف کاربرد دارد. پوششدهی کاغذ ویژگیهای آن را بهبود بخشیده و کیفیت چاپ را افزایش میدهد. پوشش‌های زیست‌پلیمری به دلیل زیست‌تخریب‌پذیری و غیرسمی بودن، نسبت به پلیمرهای معمولی برتری دارند. هدف این مطالعه آماده ساختن یک ورق مقوایی پوشش داده شده ...
بیشتر
سابقه و هدف: کاغذ و مقوا به عنوان یک ماده زیست‌تخریب‌پذیر و سبک در بسته‌بندی صنایع مختلف کاربرد دارد. پوششدهی کاغذ ویژگیهای آن را بهبود بخشیده و کیفیت چاپ را افزایش میدهد. پوشش‌های زیست‌پلیمری به دلیل زیست‌تخریب‌پذیری و غیرسمی بودن، نسبت به پلیمرهای معمولی برتری دارند. هدف این مطالعه آماده ساختن یک ورق مقوایی پوشش داده شده با نانومواد و ترکیبات معدنی به عنوان یک وسیله برای بسته بندی و ارزیابی ویژگیهای فیزیکی و چاپ‌پذیری کاغذ لاینر سفید کارخانه چوب و کاغذ مازندران است. از مقادیر مختلف سه ماده نانو گرافن، پروتئین زئین و فلورین به همراه رزین آکریل آمید برای اندودزنی این کاغذ به روش تیغه‌ای استفاده شد. ویژگیهای مورد بررسی شامل: ضخامت، مقدار خاکستر کاغذ، مقاومت به عبور هوا، زبری، ماتی، سفیدی، روشنی، زردی، براقیت، دانسیته نوری، و چسبندگی بودند. هدف این تحقیق ایجاد ممانعتی در برابر عبور هوا از طریق پوششدهی سطح بیرونی کارتن (لاینر رویه) است. این پوشش به عنوان اولین لایه کارتن که به طور مستقیم با بیرون در تماس است، طراحی شده است تا علاوه بر کاهش ارتباط داخل و خارج مقوا، خواص چاپ‌پذیری را نیز بهبود بخشد.مواد و روش‌ها: کاغذ لاینر سفید با گراماژ ۱۱۰ گرم از کارخانه چوب و کاغذ مازندران تهیه شد. نانوگرافن نوع AO-4 از شرکت گرافن سوپرمارکت آمریکا، پروتئین زئین از شرکت سیگما آلدریچ و فلورین نیز از گروه تولیدی معدن کاوان تأمین گردید. به‌منظور پوششدهی، نانوگرافن، زئین و فلورین با درصدهای وزنی مشخص توزین و متناسب با شرایط تیمار، به‌مدت ۳۰ دقیقه در دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد با ۱۰۰ گرم آب مقطر مخلوط شدند. سپس 5/2 گرم لاتکس استایرن بوتادین و 5/0 گرم پراکنده‌ساز D200 به مخلوط اضافه شده و به‌مدت ۲۰ دقیقه با دور ۱۵۰۰ همگن شدند. برای افزایش پوشش، محلول نشاسته کاتیونی (۵ درصد) به عنوان یک کمک نگهدارنده استفاده شد. این فرآیند منجر به هشت نوع تیمار مختلف از کاغذ لاینر سفید میشود که هر یک به طور خاص با ترکیبات متفاوت پوششدهی شده‌اند. تیمارها به شرح زیر هستند: تیمار 1، لاینر سفید شاهد (CWL)، تیمار 2، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن (WLG)، تیمار 3، لاینر سفید پوشش‌داده شده با زئین (WLZ)، تیمار 4، لاینر سفید پوشش‌داده شده با فلورین (WLF)، تیمار 5، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن و زئین (WLZG)، تیمار 6، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن و فلورین (WLFG)، تیمار 7، لاینر سفید پوشش‌داده شده با فلورین و زئین (WLFZ)، تیمار 8، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن، زئین و فلورین (WLZFG)، خواص فیزیکی و نوری بر اساس استانداردهای مربوطه اندازه‌گیری شد. طرح آزمایشی از نوع کاملاً تصادفی بوده و تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از تجزیه واریانس یک‌طرفه و آزمون دانکن در سطح اعتماد ۹۵ درصد انجام گردید.نتایج: نتایج آنالیز واریانس یک‌طرفه نشان داد که بین ضخامت، خاکستر، مقاومت به عبور هوا، زبری، ماتی، سفیدی، روشنی، زردی، براقیت و دانسیته نوری این کاغذها در سطح احتمال 5% اختلاف معنی‌داری وجود ندارد. در مورد خاکستر، بیشترین میزان مربوط به کاغذ لاینر سفید پوشش‌دار با فلورین و گرافن بود. در خصوص مقاومت به عبور هوا، کاغذ پوشش‌دار با فلورین و نانوگرافن بهترین عملکرد را داشت. نتایج زبری نشان داد که کاغذ لاینر سفید پوشش‌دار با زئین و فلورین دارای بیشترین زبری است. همچنین، کمترین میزان ماتی و سفیدی مربوط به کاغذ لاینر سفید پوشش‌دار با زئین، نانوگرافن و فلورین بود. آزمون چسبندگی نشان داد که لایه‌های پوشش‌دار و مرکب فلکسو به‌خوبی به کاغذ چسبیده‌اند.نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست‌آمده از مطالعات میکروسکوپی نشان داد که افزودن نانو گرافن، زئین و فلورین باعث بهبود کیفیت پوشش الیاف کاغذ میشود. در مورد ضخامت کاغذ، افزایش معنی‌داری مشاهده شد که به دلیل تغییرات ضخامت کاغذ پایه است. مقاومت به عبور هوا با پوششدهی به طور قابل توجهی افزایش یافته و در برخی موارد این مقاومت به حدی بالا بود که قابل اندازه‌گیری نبود. استفاده از فلورین و زئین منجر به حداکثر زبری شد، در حالی که نانو گرافن کمترین زبری را ایجاد کرد. همچنین، ماتی کاغذها پس از پوششدهی کاهش یافت. به‌علاوه، دانسیته نوری در پوشش‌های ترکیبی بهبود یافت که نشان‌دهنده کیفیت بهتر چاپ بود. نتایج نشان می‌دهند که چسبندگی لایه پوشش به مرکب فلکسو عالی بوده و در مقایسه با نمونه‌های بدون پوشش، میزان کنده شدن کاغذ پایه کمتر بود.
