تأثیر افزودن نانوکایتوزان بر ویژگی های فرایندی و کیفی کاغذ چاپ و تحریر تهیه شده از الیاف بازیافتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

3 ذانشگاه تربیت مدرس

چکیده

بهبود فرایند تولید و ویژگی‌های کاغذهای تهیه‌شده از الیاف بازیافتی از معضلات مهم صنایع کاغذسازی است. در این تحقیق، تأثیر افزودن نانوذرات کایتوزان بر کیفیت فرایند و محصول تولیدی از الیاف بازیافتی چاپ و تحریر بررسی شد. ریزساختار بودن نانوکایتوزان و امکان دسترسی بیشتر به فضاهای بین اجزای سوسپانسیون خمیرکاغذ در کنار احتمال پیونددهی الکتروستاتیکی و هیدروژنی از ویژگی‌های این نانوذره محسوب می‌شود. به این منظور ابتدا نانوکایتوزان تهیه شد و ابعاد و شکل نانوذرات به‌کمک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FE-SEM) تأیید شد. تغییرات طیف مادون قرمز نیز پس از تبدیل کایتوزان به نانوکایتوزان بررسی و کاهش گروه –NH2 کایتوزان و ایجاد گروه‌های –CONH بر اثر وقوع واکنش بسپار شدن بین کایتوزان و متااکریلیک اسید تأیید شد. سپس نانوکایتوزان در چهار سطح (5/0، 1، 5/1 و 2 درصد براساس وزن خشک خمیرکاغذ) استفاده شد. نتایج بیانگر قابلیت نانوکایتوزان در افزایش ویژگی‌های مقاومتی (شاخص‌های مقاومت به کشش، ترکیدن و پاره شدن) و همچنین ویژگی‌های فرایند تولید (آبگیری و ماندگاری نرمه و پرکننده در ورقة کاغذ) نسبت به تیمار شاهد (بدون مادة افزودنی) بود. همچنین مقایسة نانوکایتوزان و کایتوزان در سطح مصرف یکسان (1 درصد براساس وزن خشک خمیرکاغذ) نشان‌دهندة عملکرد یکسان دو پلیمر کاتیونی در ویژگی‌های مقاومتی و عملکرد بهتر کایتوزان در ویژگی‌های فرایندی است. همچنین هر دو پلی الکترولیت مزبور در سطح مصرف یکسان (1 درصد براساس وزن خشک خمیرکاغذ) از نشاستة کاتیونی عملکرد بهتری در ویژگی‌های مقاومتی نشان دادند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The influence of nanochitosan addition on the process and quality properties of printing and writing paper made from recycled fibers

نویسنده [English]

  • Mehdi Rahmaninia 1
چکیده [English]

Improving the processing and the recycled paper properties is one of permanent concern of papermaking. In this research, the effect of nanochitosan addition on the process and product quality made of writing and printing recycled fiber was investigated. Being nano size and so its capability in access to the space between pulp suspension components and also its probable ability to make electrostatic and hydrogen bonds are the characteristics of nanochitosan. For this purpose, the chitosan nanoparticles were prepared and their size and shape was confirmed with AFM and FE-SEM. Also, the change in FTIR spectrum after conversion of chitosan to nanochitosan was considered and omitting the –NH2 in chitosan and creation of –CONH groups in nanochitosan by polymerization between chitosan and meta acrylic acid were confirmed. In next step, nanochitosan in four levels (0, 0.5, 1, 1.5 and 2% based on oven dry pulp) was used. The results indicated that nanochitosan was successful in increasing the mechanical properties (tensile, burst and tear indices) and process properties (drainage and fines retention) comparing the control treatment (no additive). Moreover, the comparing of nanochitosan and chitosan performance in the same consumption level (1% based on oven dry pulp) showed similar effect on mechanical properties but chitosan had better performance in process properties. Also, both of this polyelectrolyte showed better results on mechanical properties comparing the cationic starch at the same consumption level (1% based on oven dry pulp).

کلیدواژه‌ها [English]

  • drainage
  • Recycled paper
  • Chitosan
  • retention
  • Nanochitosan
  • Strength properties