عملکرد کایتوزان و پلی‌آمید اپی‌کلروهیدرین (PAE) بر مقاومت تَر و جذب آب خمیرکاغذ جوهرزدایی‌شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی پالایش زیستی، دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی پالایش زیستی، دانشگاه شهید بهشتی

3 دانشیار، شیمی کاربردی، دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

کاربرد روزافزون کاغذهای بهداشتی و بازار رقابتی آن به‌ویژه از منظر جذب آب و مقاومت تَر، حائز اهمیت بوده و کاربرد افزودنی‌های شیمیایی مورد نیاز به‌ویژه با منشأ زیستی برای تأمین ویژگی‌ها رو به گسترش است که هدف این پژوهش نیز به‌شمار می‌رود. مقایسة تأثیر زیست‌بسپار کایتوزان با مادة متداول مصنوعی پلی‌آمید اپی‌کلروهیدرین (PAE) بر مقاومت‌های خشک و تَر، سفیدی، براقیت و جذب آب کاغذهای تولیدی؛ در سطوح افزودن 0/5، 0/75 و 1 درصد به خمیرکاغذ جوهرزدایی‌شده از کاغذهای باطلة مخلوط اداری صورت گرفت. تصاویر SEM، نشست افزودنی‌ها و برتری حضور رشته‌های کایتوزان نسبت به PAE را تأیید کرد. برتری مقاومت‌های کششی و ترکیدن خشک و کششی تَر، کاهش مقدار و سرعت جذب آب در تیمارهای کایتوزان مشخص شده که اغلب ناشی از اتصالات عرضی به‌وجودآمده بین اجزا به‌هنگام خشک شدن است؛ چراکه شباهت ساختاری زیاد کایتوزان با سلولز و نیز گروه‌های عاملی آمینی و هیدروکسیلی فراوان آن، سبب افزایش اتصالات و از طرفی کاهش موقعیت‌های جذب آب می‌شود. همچنین درگیر شدن گسترده اجزا در پیوندیابی، سبب کاهش انعطاف‌پذیری و افزایش سفتی خمشی شده که البته در کمترین مقدار کاربرد (0/5 درصد)، سفتی کایتوزان از PAE کمتر بود. علی‌رغم ایجاد روند کاهشی، سفیدی (111 درصد) و براقیت (86 درصد) کاغذ آزمایشگاهی در کاربرد کایتوزان، تغییرات ملموسی نداشتند. به‌طور کلی، جایگزینی 0/5 درصد کایتوزان با 1 درصد PAE، علاوه‌بر تأمین ویژگی‌های مقاومتی بیشتر، از کمترین کاهش مقدار جذب آب (حدود 10 درصد) و ویژگی‌های نوری برخوردار شد و انعطاف‌پذیری بیشتری را نیز برای کاغذ به‌همراه داشت. بهبود مقاومت تَر شبکه الیاف، ممکن است سبب بهبود قابلیت گذر در ماشین کاغذ شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance of chitosan and polyamide epichlorohydrin (PAE) on wet strength and water absorption of deinked pulp

نویسندگان [English]

  • H. Jalali Torshizi 1
  • E. Chiaani 2
  • H. Rudi 1
  • M. R. Nabid 3
1 Assist. Prof., Biorefinery Eng. Dept., Shahid Beheshti University, I.R. Iran
2 M.Sc. Student, Biorefinery Eng. Dept., Shahid Beheshti University, I.R. Iran
3 Assoc. Prof., Applied Chemistry Dept., Shahid Beheshti University, I.R. Iran
چکیده [English]

Increasing the application of tissue papers and its competitive market, particularly in respect to the water absorbency and wet strength, is important and utilization of necessary chemicals especially bio-based ones, for required specification is extensive. Therefore, the aim of this is to focuses on the bio-based chemical and its efficiency. Effects of the chitosan biopolymer compared to the common synthetic polyamide epichlorohydrin (PAE)on the wet and dry strengths, whiteness, brightness and water absorbency of handsheets prepared from deinked pulp of mixed office waste paper were carried out at 0.5, 0.75 and 1% addition levels of the wet strengths agents. SEM images proved the sedimentation of additives and higher advent of chitosan fibers than PAE. Higher dry tensile, burst and wet tensile strengths, lower rate and content of water absorption of treatment with chitosan were determined mainly caused due to creation of cross links among the paper ingredients during the drying. Due to the high similarity between the cellulose and chitosan and also plenty of amine and hydroxyl functional groups of the chitosan, the bonding increased while water uptake sites decreased. Extensive bonding resulted in lower flexibility and higher bending stiffness, which was higher in PAE than chitosan treatments at 0.5%. In spite of declining trend, variations in whiteness (111%) and brightness (86%) of chitosan reinforced handsheets were insignificant. Generally, 0.5% of the chitosan compared to 1% of PAE, provided higher strengths values and minimum reduction in water absorption (~10%) and optical properties while higher flexibility donated to the paper. Also an improvement in the wet strengths of the fibrous network could be resulted in better machine runnability.        

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wet strength
  • Water absorption
  • Chitosan
  • Polyamide epichlorohydrin