استفاده از الیاف رنگ‏بری‌نشدة باگاس در ساخت کاغذ مغناطیسی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 کارشناس ارشد صنایع خمیر و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 کارشناس ارشد صنایع خمیر و کاغذ، دانشکدة مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

4 کارشناس ارشد صنایع خمیر و کاغذ، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

الیاف لیگنوسلولزی مغناطیسی از پتانسیل خوبی در کاربردهایی نظیر ذخیره‏سازی اطلاعات، کاغذهای امنیتی، حفاظت الکترومغناطیسی، و غیره برخوردارند. در این مطالعه از الیاف رنگ‏بری‌نشدة باگاس با استفاده از روش هم‌رسوبی شیمیایی برای ساخت کاغذهای مغناطیسی استفاده شد. برای این منظور بارگذاری نانو ذرات مگنتیت در داخل حفرة سلولی و رسوب آن در سطح الیاف با روش سنتز درجا محقق شد. سپس تشکیل نانو ذرات مگنتیت و هماتیت طی فرایند سنتز توسط الگوهای پراش پرتو X (XRD) بررسی شدند. ریزنگارهای میکروسکوپ الکترونی (SEM) تهیه‌شده از سطح کاغذهای مغناطیسی نیز رسوب نانو ذرات بر سطح الیاف را به‌خوبی نشان دادند. با افزایش دمای سوسپانسیون تا 60 درجة سانتی‌گراد و مقدار آهن تا 6 میلی‌مول درجة بارگذاری افزایش یافت. همچنین ذرات مگنتیت رسوب‌کرده بر سطح الیاف اثر نسبتاً مخربی بر مقاومت به کشش کاغذهای مغناطیسی نشان داد. با اندازه‏گیری خواص مغناطیسی با مغناطیس‏سنج ارتعاشی (VSM)، رفتار سوپر پارامغناطیس کاغذهای ساخته‌شده نیز اثبات شد. با افزایش درجة بارگذاری، مغناطیسی‌شدن اشباع (Ms) کاغذها نیز افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using Unbleached Bagasse Fibers for Fabricating Magnetic Paper

نویسندگان [English]

  • Mohammad Azadfallah 1
  • Kajal Moradian Gilan 2
  • Hasan Mousavipazhouh 2
  • Mohammad Mahdi Hadilam 3
  • Elahe Amini 4
1 Assistant Professor, Department of Wood and Paper Science and Technology, Natural Resources Faculty, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
2 M.Sc Graduate, Department of Wood and Paper Science and Technology, Natural Resources Faculty, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 M.Sc Graduate, Wood and Paper Engineering Faculty, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, KaraGorgan, I.R. Iran
4 M.Sc Graduate, Department of Wood and Paper Science and Technology, Natural Resources Faculty, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

Magnetic lignocellulosic fibers have good potential in applications such as information storage, security papers, electromagnetic shielding and etc. In this study unbleached bagasse fibers were used to fabricate magnetic paper by chemical co-precipitation method. Lumen loading and precipitation of magnetic nanoparticles on the surface of fibers were carried out by in situ synthesis. Then the formation of magnetite and hematite nanoparticles during synthesis process was demonstrated by patterns of X-ray diffraction (XRD). Micrographs of scanning electron microscopy (SEM) indicated well the nanoparticles deposition on the fiber surfaces. Degree of loading increased with increasing temperature up to 60 ̊C and iron content of suspension up to 6mmol. The magnetic particles deposited on the fiber surfaces had detrimental effects on the tensile strength of the magnetic papers. Measuring the magnetic properties with vibrating sample magnetometer (VSM) demonstrated the superparamagnetic behavior of fabricated papers. Magnetization at saturation (Ms) of the papers was increased by increase in loading degree.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bagasse fiber
  • co-precipitation
  • loading
  • magnetic paper
  • Magnetite
[1]. Dong, C., Song, D., Patterson, T., Ragauskas, A., and Deng, Y. (2008). Energy saving in papermaking through filler addition. Industrial & Engineering Chemistry Research, 47:8430–8435.

[2]. Shen, J., Song, Zh., Qian, X., and Ni., Y. (2011). A Review on use of fillers in cellulosic paper for functional applications. Industrial & Engineering Chemistry Research, 50:661–666.

[3]. Marchessault, R.H., Rioux, P., Raymond, L. (1992). Magnetic cellulose fibres and paper: preparation, processing and properties. Polymer, 33: 4024–4028.

[4]. Small, A.C. and Johnston, J.H. (2009). Novel hybrid materials of magnetic nanoparticles and cellulose fibers. Journal of Colloid and Interface Science, 331:122-126.

[5]. Carrazana-Garcia, J.A., Lopez-Quintela, M.A., and Rivas-Rey, J. (1997). Characterization of ferrite particles synthesized in presence of cellulose fibers,  Colloids and Surfaces A: Physicochemal and Engineering Aspects, 121:61-66.

[6]. Zakaria S., Ong, B.H., and Van de Ven, T.G.M. (2004). Lumen loading magnetic paper Ι: flocculation. Colloids and  Surfaces A: Physicochemal Engineering Aspects, 251:1-4.

[7]. Ainun, Z.M., Sarani, Z., Roslinda, Sh., and Mustaffa, H.A. (2010). Cationic starch as a dry strength agent in magnetic papermaking. Sains Malaysiana, 39(2):239-242.

[8]. Mashkour, M., Tajvidi, M., Kimura, T., Kimura, F., and Ebrahimi, Gh. (2011). Fabricating unidirectional magnetic papers using permanent magnets to align magnetic nanoparticles covered natural cellulose fibers. BioResources, 6(4):4731-4738.

[9]. Chia, C.H., Zakaria S., Nguyen K.L., and Abdullah M. (2008). Utilisation of unbleached kenaf fibers for the preparation of magnetic paper. Industrial Crops and Products, 28:333-339.

[10]. Chia, C.H., Zakaria S., Nguyen K.L., Dang, V.Q., and Duong, T.D. (2009). Characterization of magnetic paper using Fourier transform infrared spectroscopy. Materials Chemistry and Physics, 113:768-772.

[11]. Petlicki, J., and Van de Ven, T.G.M. (1994). Kinetics of lumen loading. Journal of Pulp and Paper Science, 20:375-382.

[12]. Bhattacharya, I.N., Pradhan, J.K., Gochhayat, P.K., and Das, S.C. (2002). Factors controling precipitation of finer size alumina trihydrate. International Journal of Mineral Processing, 65:109-124.