تأثیر روش کاربرد افزودنی‏‏های مقاومتِ تر بر خواص کاغذ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

3 دانشیار، گروه شیمی پلیمر، دانشکدة شیمی دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران

چکیده

به‏‏منظور بهبود مقاومتِ ترِ کاغذ همراه با بهبود مقاومت‏‏های خشک آن و کاهش مشکلات زیست‌محیطی ناشی از کاربرد رزین‏‏های مقاومتِ تر، در این تحقیق اثر نحوة کاربرد افزودنی‏‏های مقاومتِ تر بر خواص کاغذ بررسی شد. رزین مقاومتِ تر به چهار صورت شامل اسپری گلی‏‏اکسال بر سطح کاغذِ تر، افزودن پلی‏اکریل‌‌آمید آمین‏‏دار، پلی‏اکریل‌آمید گلی‏‏اکسال‏دارشده سنتزشده (GPAM) و پلی‏آمیدو‌آمین اپی‏کلرو هیدرین (PAE) به تعلیق خمیرکاغذ، و اسپری گلی‏‏اکسال روی کاغذهای حاوی پلی‏اکریل آمید آمین‏‏دارشده (‏PAa) استفاده شد. نتایج نشان داد که اسپری گلی‏‏اکسال به‏‏طور درخور توجهی سبب افزایش مقاومتِ تر می‏‏شود و میزان افزایش تابع مقدار اسپری گلی‏‏اکسال است. اما، مقاومت خشک کاغذها بر اثر اسپری گلی‏‏اکسال تغییر نمی‏‏کند و مقدار جذب انرژی کششی کاغذ کاهش و سفتی آن افزایش می‏‏یابد. افزودن PAa به خمیرکاغذ سبب افزایش اندکی در مقاومتِ تر کاغذ شد، در‌حالی‌که مقاومت‏‏های خشک میزان جذب انرژی کششی کاغذها افزایش یافت و میزان تغییرات تابع مقدار مصرف PAa شد. اسپری گلی‏‏اکسال روی سطح کاغذِ تر حاوی PAa مطلوب‏‏ترین روش بهبود خواص کاغذ تعیین شد؛ طوری‌که این روش ضمن افزایش مقاومت‏‏‏های تر و خشک کاغذ سبب افزایش سفتی کاغذها نیز نشد. تیمار حاوی 4/0‌درصد PAa همراه با 1 ‌درصد گلی‏‏اکسال به لحاظ مقاومتِ تر افزایش درخور توجهی نسبت به کاغذ شاهد، و کاغذ تیمارشده با PAE و GPAM داشت و مقاومت‏‏های خشک نیز نسبت به شاهد افزایش یافت، اما از PAE و GPAM مقاومت خشک کمتری ایجاد کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Application Method of Wet Strength Additives on Paper Properties

نویسندگان [English]

  • Yahya Hamzeh 1
  • Rahim Yadollahi 2
  • Hossein Mahdavi 3
  • Shademan Pourmousa 4
1 Professor, Department of Wood and Paper Sciences and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
2 Graduated MSc., Department of Wood and Paper Sciences and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 Associate Professor, School of Chemistry, University College of Science, University of Tehran, Tehran, I.R. Iran
4 Assistant Professor, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Islamic Azad University, Karaj Branch, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

In order to simultaneously improve wet and dry strengths of paper and decrease environmental issues related to the wet strength resins, in this study effect of application method of wet strength additives on paper properties was investigated. Wet strength resins were applied in four methods including spraying an aqueous glyoxal solution on to the surface of wet paper, addition of aminated polyacrylamide (PAa), glyoxylated polyacrylamide (GPAM) and polyamide-epichlorohydrin (PAE) to the pulp suspension, and spraying of aqueous glyoxal solution on to the surface of wet paper containing PAa. The results showed that wet strength of paper increased significantly after glyoxal spraying, which had high correlation with the amount of applied glyoxal. The glyoxal spraying had insignificant effect on the dry strength of paper, however tensile energy absorption (TEA) of paper decreased and stiffness of paper with increasing glyoxal spraying. Addition of PAa to the pulp suspension slightly increased wet strength, while dry strength and TEA of paper increased significantly. Glyoxal spraying on the wet paper containing PAa distinguished as the best method improving paper properties while simultaneously increased wet and dry strengths without increasing effect on the stiffness of paper. By this method, the best results obtained in the paper contained 0.4% PAa and 1% glyoxal spraying which was optimum compared to the paper treated commercial GPAM and PAE resins.

کلیدواژه‌ها [English]

  • wet strength resin
  • dry strength
  • glyoxylated polyacrylamide (GPAM)
  • glyoxal
  • aminated polyacrylamide (PAa)
  • spraying
 

[1]. Braga, D., Kramer, G., Pelzer, R., and Halko, M. (2009). Recent developments in wet strength chemistry targeting high performance and ambitious environmental goals. Professional Papermaking, 3-4: 30–34.

[2]. Klemm, D., Philipp, B., Heinze, T., Heinze, U., and Wagenknecht, W. (1998). Comprehensive Cellulose Chemistry Volume 2, John Wiley & Sons.

[3]. Xu, G.G., Yang, Ch. Q., and Deng, Y. (2004). Combination of bifunctional aldehydes and poly(vinyl alcohol) as the crosslinking systems to improve paper wet strength. Journal of Applied Polymer Science, 93: 1673–1680.

[4]. ESPY, H.H. (1995). The mechanism of wet-strength development in paper: a review. Tappi Journal, 78(4): 90-99.

[5]. Xu, G.G., Yang, Ch. Q., Deng. Y. (2006). Mechanism of paper wet strength development by polycarboxylic acids with different molecular weight and glutaraldehyde/poly(vinyl alcohol). Journal of Applied Polymer Science, 101, 277–284.

[6]. Crisp, M.T., and Riehle, R.J. (2009). Wet-Strengthening of paper in neutral pH papermaking conditions. in Applications of Wet-End Paper Chemistry, Thorn I., and Au Ch. (Eds.), Second Edition, Springer, New York, 57-63.

[7]. Yadollahi, R., Hamzeh, Y., Mahdavi, H., Pourmuosa,Sh. (2014). Preparation and properties evaluation of glyoxalated polyacrylamide (GPAM) as a wet and dry strength agent of paper. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, In press.

[8]. Pelton, R., Ren, P., Liu, J., and Mijolovic, D. (2011). Polyvinylamine-graft-TEMPO adsorbs onto, oxidizes, and covalently bonds to wet cellulose. Biomacromolecules, 12, 942-948.

[9]. Fatehi, P., Outhouse, K.C, Xiao, H., Ni, Y. (2010). Debonding performance of various cationic surfactants on networks made of bleached kraft fibers. Industrial & Engineering Chemistry Research, 49(22), 11402-11407.

[10]. Talaeipour, M., and Imani, R. (2008). Effect of debonding agents and refining on the properties of deinked pulp. Tappi Journal, 9(7), 12-14.