تاثیر پلی اکریل آمید کاتیونی بر ویژگی های خمیر بازیافتی کارتن کنگره ای کهنه (OCC) تقویت شده با نانو الیاف لیگنوسلولزی Paulownia fortunei

سابقه و هدف: یکی از معایب مهم الیاف بازیافتی کاهش قابل توجه مقاومت های مکانیکی کاغذ حاصل از آن ها به دلیل کاهش پیوندهای بین الیاف می باشد. پژوهش های فراوانی تاکنون در زمینه کاربرد نانو الیاف سلولزی در فرآیندهای تولید فرآورده های کاغذی گزارش شده است. نتایج تحقیقات گذشته نشان می دهد به کارگیری نانو الیاف سلولزی سبب تقویت فرآورده های کاغذی می گردد؛ اگر چه میزان این تقویت کنندگی با توجه به نوع نانو الیاف سلولزی به کار گرفته شده متفاوت می باشد. نانو الیاف لیگنو سلولزی چوب پالونیا متشکل از الیاف نانو مقیاس با ترکیب شیمیایی مشابه چوب است که به روش مکانیکی بدون استفاده از مواد شیمیایی از زیست توده لیگنوسلولزی در دمای محیط تولید می شود. این ماده به صورت ژل قهوه ای رنگ می باشد که فرآیند تولیدی کاملا دوست دار محیط زیست دارد. تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر افزودن هم زمان پلی اکریل آمید کاتیونی و نانو الیاف لیگنو سلولزی چوب پالونیا بر ویژگی های خمیرکاغذ حاصل از بازیافت کارتن کنگره ای کهنه (OCC) انجام شده است. مواد و روش ها: از کارتن کنگره ای کهنه جمع آوری شده خمیرکاغذ بازیافی تهیه شد و بعد از پالایش و دست یابی به درجه روانی ۲۰±۳۸۰ میلی لیترCSF مقادیر مختلف نانوالیاف لیگنوسلولزی چوب پالونیا (۱، ۲ و ۳ درصد) و پلی اکریل آمید کاتیونی (۱/۰، ۲/۰ و ۳/۰ درصد) به آن افزوده شد. در نهایت از این تیمارها، کاغذهای دست ساز استاندارد ساخته شد و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن ها بر اساس شیوه نامه استاندارد موسسهTAPPI اندازه گیری شدند. یافته ها: بکار بردن نانوالیاف لیگنوسلولزی همراه با پلی اکریل آمید کاتیونی باعث افزایش قابل توجه خواص مقاومتی می شود. بیشترین مقاومت ها در سامانه نانوالیاف لیگنوسلولزی - پلی اکریل آمید کاتیونی مربوط به نمونه های حاوی ۱ درصد نانوالیاف لیگنو سلولزی و ۳/۰ درصد پلی اکریل آمید کاتیونی مشاهده شد. نتایج ارزیابی خواص فیزیکی کاغذها نشان داد که دانسیته و مقاومت به عبور هوا با افزودن نانوالیاف لیگنوسلولزی - پلی اکریل آمید کاتیونی در کاغذ افزایش می یابد. شواهد نشان می دهد افزودن هم زمان نانو الیاف لیگنوسلولزی - پلی اکریل آمید کاتیونی به خمیر حاصل از کارتن کنگره ای کهنه به دلیل بهبود پیوندها و همچنین کاهش تخلخل ساختار کاغذ باعث افزایش مقاومت به عبور هوا و دانسیته می گردد. تحلیل های آماری نیز نشان داد که اختلاف کاملا معنی داری با ۹۵ درصد اطمینان بین تیمارهای مختلف از لحاظ مقاومت های مکانیکی (ترکیدن، پارگی، لهیدگی حلقوی و کششی) وجود دارد.نتیجه گیری: پلی اکریل آمید کاتیونی به دلیل بار مثبت و ساختار پلیمری خود از هدر رفت ذرات ریز نانو الیاف لیگنو سلولزی چوب پالونیا جلوگیری کرده و در نتیجه باعث افزایش مقدار نانو الیاف موجود در خمیر کاغذ شده و بهبود پیوند یابی بین الیاف ویژگی های کاغذ ساخته شده را سبب می شود. نتایج آنالیزهای آماری با ۹۵ درصد اطمینان نشان داد بین تیمارهای مربوط به ویژگی های مقاومتی مانند مقاومت ترکیدن، مقاومت کششی و لهیدگی حلقه ای اختلاف معنی داری وجود دارد. استفاده از سطوح بهینه الیاف نانو لیگنوسلولزی می تواند موجب بهبود این ویژگی ها گردد. طبق نتایج حاصل بهترین مقدار مقاومت حاصل در بین تیمارهای مختلف در سامانه نانو الیاف لیگنو سلولزی- پلی اکریل آمید کاتیونی در نمونه های حاوی ۱ درصد نانو الیاف لیگنو سلولزی و ۳/۰ درصد پلی اکریل آمید کاتیونی مشاهده می شود.

کلیدواژه ها:

نانو الیاف لیگنو سلولزی ، Paulownia fortunei ، کارتن کنگره ای کهنه (OCC) ، پلی اکریل آمید کاتیونی ، الیاف بازیافتی