بررسی تأثیر کاتیونی‌کردن الیاف سوزنی‌برگ توسط EPTMAC و اختلاط آن با خمیرکاغذ CMP

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

3 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

4 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

استفاده از خمیرکاغذ شیمیایی الیاف بلند، به منزلة رویکردی متداول برای افزایش خواص مقاومتی خمیرکاغذهای مکانیکی و شیمیایی‌ـ مکانیکی، همواره مورد توجه کاغذسازان بوده است. در این مطالعه، به منظور کاهش مصرف این مادة اولیه، الیاف بلندسوزنی‌برگ با استفاده از عامل کاتیونی EPTMAC اصلاح شد. سپس، الیاف کاتیونی‌شده با نسبت‌های معین با خمیرکاغذ CMP مخلوط و از آن‌ها کاغذهای دست‌ساز ساخته شد. برای ارزیابی تأثیر کاتیونی‌کردن بر میزان مصرف الیاف بلند، آزمون‌های مقاومت به ترکیدن، مقاومت به کشش، و مقاومت به پار‌گی کاغذهای دست‌ساز انجام و میزان ماندگاری نرمه‌ها اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد اختلاط الیاف بلند کاتیونی‌شده با خمیرکاغذ CMP خواص مقاومتی و ماندگاری نرمه‌‌ها را افزایش می‌دهد. با این حال، سطوح زیاد کاتیونی، به‌ویژه در اندازه‌های زیاد اختلاط، بر مقاومت به پار‌گی کاغذهای دست‌ساز اندکی تأثیر منفی دارد. در سطح مصرف عامل کاتیونی‌کنندة 5 درصد (نسبت به وزن خشک الیاف) ویژگی‌های خمیرکاغذ بهبود قابل توجهی نشان داد. به طور کلی، با اصلاح کاتیونی الیاف بلند توسط EPTMAC می‌توان مصرف این نوع الیاف را در اختلاط با خمیرکاغذ CMP کم کرد و در عین حال به میزان مناسبی از مقاومت‌های کاغذ دست یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Softwood Fibers Cationization with EPTMAC and Mixing with CMP

نویسندگان [English]

  • Iman Rashidi Jouybari 1
  • Mohammad Azadfallah 2
  • Hossein Resalati 3
  • Yahya Hamzeh 4
1 PhD Student, Department Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
2 Assistant Professor, Department Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 Professor, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, I.R. Iran
4 Professor, Department Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

Utilization of long fiber chemical pulp to enhance the strength properties of mechanical and chemi-mechanical pulp is served as a common approach by the papermakers. Therefore softwood long fibers were exposed to chemical modification by cationic agent, EPTMAC, with the aim of reducing its consumption. Then, the cationised fibers were mixed with CMP pulp with given ratios and the handsheets were made. To evaluate cationization effect on long fiber consumption, the burst strength, tensile strength, tear strength and the degree of fines retention were determined. The results indicated that mixing cationised long fibers with CMP leads to enhance strength properties and fines retention, however high level of cationisation especially at high mixing ratio had partially negative effect on tear strength of hand sheets. The properties of hand sheets were improved significantly at 5% (based on O.D fiber weight) cationic agent. Generally, by cationic modification of long fibers by EPTMAC, their consumption can be reduced during mixing with CMP, while acceptable strength properties of resulted sheets are achieved too.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Long fiber
  • cationization
  • EPTMAC
  • CMP
  • Strength
  • fines retention
  •  
References

[1]. Montplaisir, D., Daneault, C., and Chabot, B. (2006). Cationisation of thermomechanical pulp fibres: part 1: Grafting reaction optimization. Pulp & Paper Canada, 107(10): 29-32.

[2]. Montplaisir, D., Daneault, C., and Chabot, B. (2006). Cationisation of thermomechanical pulp fibres: part 2: Influence on strength and retention. Pulp & Paper Canada, 107(11): 39-42.

[3]. Schemp, W., Kaufer, M., and Krause, T. (1983). Cationization of pulp: reactions and kinetics. In: Proceedings of International Dissolving and Specialty Pulps Conference, Hyatt Regency Cambridge, Boston, MA, April 5-8, 171-175.

[4]. Seong, H. S. and Ko, S. W. (1998). Synthesis, application and evaluation of cationising agents for cellulosics fibres. Journal of the Society of Dyers and Colourists, 114(4): 124-129.

[5]. Gess, J. M., Harding, M. J., and Gaines, R. C. (1989). Cationic cellulose product and method for its preparation. Canadian Patent 1,249,585. Issued Jan. 31.

[6]. Gruber, E., Granzow, C., and OTT, T. (1996). New ways for cationizing cellulose. Papier, 50(12): 729-734.

[7]. Niskanen, K. (1998). Papermaking Science and Technology: Paper Physics. TAPPI Press, 324.

[8]. Wang, H. and Lewis, D. M. (2002). Chemical modification of cotton to improve fiber dyeability. Coloration Technology, 118(4): 159-168.

[9]. Wei, X., Hai-li, F., and Xue-ren, Q. (2008). Preparation and application of cationized pulp fiber as a papermaking wet-end additive. Journal of Forestry Research, 19(3): 235-238.

[10]. Montplaisir, D., Daneault, C., and Chabot, B. (2008). Surface composition of grafted thermomechanical pulp through XPS measurement. BioResources, 3(4): 1118-1129.

[11]. Ma, P., Law, K., Daneault, C., and Zhai, H. (2011). Influence of oxidation and cationization on properties of TMP fibers. Cellulose Chemistry and Technology, 45(5-6): 389-395.

[12]. Cezar, N. and Xiao, H. (2005). Novel retention system based on (2, 3-Epoxy Propyl) trimethyl ammonium chloride modified silica nanoparticles and anionic polymer. Industrial & Engineering Chemistry Research, 44 (3):539-545.