نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسنده
دانشیار، گروه صنایع چوب و کاغذ، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ایران
چکیده
سابقه و هدف: کاغذ کنگرهای و لاینر کرافت ازجمله مهمترین کاغذهای تولیدی در صنعت کاغذ کشور هستند که در تولید کارتنهای مقوایی کاربرد دارند. کاغذ کنگرهای معمولاً از مخلوط پهنبرگان و با استفاده از فرایند خمیرسازی NSSC تولید میشود؛ درحالیکه کاغذ لاینر کرافت از مواد مشابه با استفاده از فرآیند کرافت تولید میگردد. بااینحال، به دلیل محدودیتهای تأمین چوب و رقابت در منابع اولیه، بخش زیادی از این کاغذها در کشور از کاغذ بازیافتی تولید میشوند. این تحقیق با بهرهگیری از تکنیک کروماتوگرافی گازی- طیفسنجی جرمی (GC-MS) به شناسایی و مقایسه دقیق ترکیبات آلی موجود در کاغذ کنگرهای و لاینر کرافت میپردازد. هدف اصلی این مطالعه، بررسی اثر ترکیبات شیمیایی مختلف بر ویژگیهای ساختاری و عملکردی این دو نوع کاغذ و تحلیل نقش آنها در بهینهسازی فرآیندهای تولید و ارتقاء کیفیت نهایی محصول در صنایع کاغذسازی است.
مواد و روشها: در این مطالعه، نمونههای کاغذ کنگرهای از ماشین شماره دو کارخانه چوب و کاغذ مازندران و نمونههای کاغذ لاینر کرافت از کارخانه چوکا گیلان انتخاب شد. ابتدا، طبق استانداردهای TAPPI، آرد نمونهها و درصد مواد استخراجی آنها اندازهگیری گردید. سپس، مواد استخراجی با استفاده از حلال استون از آرد نمونههای کاغذ جدا شده و به آنها واکنشگر BSTFA افزوده شد. نمونهها به مدت یک ساعت در حمام بنماری در دمای 70 درجه سانتیگراد قرار گرفتند و پسازآن برای آنالیز به دستگاه GC-MS تزریق شدند. شناسایی ترکیبات موجود با استفاده از دیاگرام زمان بازداری، ضریب کواتز و جدول آدامز انجام شد.
نتایج: نتایج حاصل از تحلیل دیاگرامهای GC-MS کاغذ کنگرهای نشان داد که از مجموع 76 ترکیب شناساییشده، بنـزآلدهیــد (44/20 درصد)، بنــزنمتانول (32/5 درصد)، 9-اکتــا دکانوئیک اسیــد (16/5 درصد)، بیس (2-اتیلهگزیل) فتالات (33/4 درصد)، گاما-سیتوسیترول (34/1 درصد) و بتا-سیتوسیترول (01/1 درصد) مهمترین ترکیبات موجود بودند. این ترکیبات شامل ترکیبات آروماتیک و اسیدهای چرب طبیعی هستند. در مقابل، در کاغذ لاینر کرافت از مجموع 28 ترکیب شناساییشده، بیس (2-اتیلهگزیل) فتالات (21/28 درصد)، هگزادکانوئیک اسید (25/24 درصد)، 9-اکتا دکانوئیک اسید (67/11 درصد)، اکتادکانوئیک اسید (45/10 درصد)، هگزادکان (12/7 درصد)، پیماریک اسید (06/2 درصد)، 2،1-بنزن دیکربوکسیلیک اسید (17/1 درصد)، اسکوئلن (40/1 درصد) و سرینجیل آلدئید (31/0 درصد) بهعنوان مهمترین ترکیبات شناساییشده بودند. این ترکیبات عمدتاً به ترکیبات نرمکننده صنعتی و برخی ترکیبات چرب اشاره دارند که در ساختار کاغذ لاینر کرافت نقش مهمی ایفا میکنند. در تجزیهوتحلیل GC-MS کاغذ کنگرهای، ترکیباتی مانند پارا-زایلن، بنزآلدهید، بیبنزیل، فورمیلمورفولین و بنزنمتانول شناسایی شدند که در کاغذ لاینر کرافت حضور نداشتند. همچنین، آلکانهای سبک (مانند دکان، دودکان و نونادکان) و ترکیبات زیستی مانند بتا-و گاما-سیتوسترول بهطور مشخص در کاغذ کنگرهای مشاهده شدند که احتمال تفاوت در منابع الیاف یا افزودنیهای مورد استفاده در این کاغذ را تقویت میکند. از سوی دیگر، ترکیبات فنولیک و آروماتیک شناساییشده ممکن است ناشی از چسبها، جوهرها یا مواد جانبی فرآیند تولید باشند. در کاغذ لاینر کرافت، ترکیباتی مانند اسید آبتیک، اسید پیماریک و ایزوکونابیک اسید شناسایی شدند که در کاغذ کنگرهای وجود نداشتند. همچنین، ترکیبات با زنجیرههای بلند مانند تتراکوزان و اسکوالن بهطور خاص در این نمونه حضور داشتند که احتمال استفاده از الیاف چوب سوزنیبرگان و یا افزودنیهای غیرفیبری مانند روزینها را مطرح میکند.
نتیجهگیری: مقایسه نتایج حاصل از آنالیز GC-MS در کاغذ کنگرهای و لاینر کرافت نشان داد که ترکیبات مشترک شامل آلکانهای زنجیره بلند و اسیدهای چرب طبیعی در هر دو نوع کاغذ وجود دارند. علاوه بر این، بیس (2-اتیلهگزیل) فتالات بهعنوان نرمکننده صنعتی نقش مؤثری در بهبود خواص مکانیکی این کاغذها ایفا میکند. تفاوتهای مشاهدهشده در ترکیبات اختصاصی هر نمونه، ازجمله حضور ترکیبات آروماتیک و آلکانهای سبک در کاغذ کنگرهای و روزینها و آلکانهای بلند در کاغذ لاینر کرافت نشاندهنده تفاوتهای منبع الیاف و فرآیندهای تولید است. این تفاوتها میتوانند به بهینهسازی و ارتقای کیفیت محصولات کاغذی کمک کنند.
کلیدواژهها
موضوعات
)