اثر اكسيداسيون قليايي الياف بر ويژگي هاي خميركاغذ بكر و بازيافتي

سابقه و هدف: در توليد خميركاغذ از موادي مانند هيپوكلريت سديم، دي‌اكسيد كلر، ازن، پروكسيد هيدروژن و ... در فرايند رنگبري استفاده مي شود. بعلاوه، از مواد ذكرشده مي‌توان به‌عنوان مواد اكسيدكننده و افزايش بار سطحي الياف استفاده كرد كه با حضور بر روي سطح الياف در كاغذ نهايي مي تواند به مقاومت تر كاغذ كمك كند. ازاين‌رو، اين تحقيق براي بررسي اثر اكسيداسيون الياف با دو ماده پروكسيد هيدروژن و هيپوكلريت سديم بر ويژگي‌هاي خميركاغذهاي NSSC و OCC به ترتيب به‌عنوان خميركاغذهاي بكر و بازيافتي انجام شد.مواد و روش‌ها: خميركاغذهاي مورد نياز اين تحقيق، خميركاغذ NSSC به‌صورت رنگبري نشده و خميركاغذ OCC از كارخانه چوب و كاغذ مازندران تهيه گرديد و درصد خشكي، درجه رواني اوليه و روشني خميركاغذها اندازه گيري شد. همچنين، مواد شيميايي مورد نياز همگي از درجه صنعتي استفاده شدند كه پروكسيد هيدروژن (به‌صورت مايع 52 درصد) از شركت كلر پارس تبريز و هيپوكلريت سديم (به‌صورت مايع 4/16 درصد) از شركت كلران سمنان و سيليكات سديم از شركت باوند شيمي قزوين، كاستيك (سود مايع) با درصد خلوص 47 براي رنگبري با پروكسيد از پتروشيمي اروند آبادان و سود پرك (سود جامد) با درصد خلوص 90 براي رنگبري با هيپوكلريت از كلران پارس سمنان تهيه گرديد. براي كنترل اثرهاي تخريبي فلزات انتقالي، تمام خميركاغذها قبل از رنگبري، با 2/0% DTPA، در شرايط 2 درصد خشكي، زمان 30 دقيقه، دماي 90 درجه سلسيوس و 5/5-5=pH تيمار شدند. در پايان اين مرحله، خميركاغذها با آب مقطر به‌طور كامل شستشو داده شده و براي مراحل بعدي مورد استفاده قرار گرفتند. براي اكسيداسيون هر دو نوع خميركاغذ با پروكسيد هيدروژن از نسبت‌هاي 3،4 و 5 درصد و هيپوكلريت سديم براي اكسيداسيون خميركاغذ NSSC از نسبت‌هاي ذكرشده (مشابه پروكسيد) و براي خميركاغذ OCC از نسبت‌هاي 0،5، 1 و 1، 5 درصد هيپوكلريت استفاده شد. سپس ويژگي‌هاي ساختاري الياف مانند درجه رواني، عدد كاپا، قابليت نگهداري آب، گرانروي و گروه‌هاي كربوكسيل بررسي و در پايان خميركاغذها به‌وسيله طيف‌سنجي FT-I.R ارزيابي شدند.نتايج: نتايج نشان داد با افزايش ميزان مصرف هيپوكلريت، در خميركاغذ NSSC اكسيد شده درجه رواني افزايش يافته ولي در خميركاغذ OCC اكسيد شده روند درجه رواني كاهشي است. اين موضوع در مورد استفاده از پروكسيد حالت عكس را نشان مي دهد. همچنين، اكسيداسيون خميركاغذ توسط هيپوكلريت سديم نسبت به پروكسيد، باعث خروج مقدار ليگنين بيشتري شده است و از اين نظر، اثرپذيري خميركاغذ OCC در مقايسه با خميركاغذ NSSC بيشتر بوده است. ميزان نگهداري آب در الياف خميركاغذ در تيمارهاي خميركاغذ NSSC نسبت به خميركاغذ شاهد روند افزايشي داشته است و در مورد تيمارهاي OCC نسبت به تيمار شاهد آن تغيير معني دار نداشته و تنها در يك مورد (OC-Na1) كاهش معني دار داشته است. با افزايش مصرف پروكسيد در فرايند اكسيداسيون هر دو نوع خميركاغذ NSSC و OCC، با وجود افزايش ميزان گرانروي، بين سطوح مختلف مصرف اختلاف معني داري وجود ندارد. بعلاوه، با افزايش سطح مصرف هيپوكلريت، روند افزايش معني‌دار بين گرانروي خميركاغذهاي ذكرشده مشاهده مي‌شود. مقدار گروه‌هاي كربوكسيل خميركاغذهاي تيمار شده با پروكسيد در هر دو نوع خميركاغذ NSSC و OCC نسبت به نمونه شاهد افزايش يافت. اثرگذاري هيپوكلريت در مقايسه با پروكسيد در ايجاد گروه‌هاي كربوكسيل در هر دو نوع خميركاغذ بيشتر بوده است. ارزيابي طيف‌سنجي FT-IR هم نشان مي‌دهد كه عمليات اكسيداسيون با پروكسيد و هيپوكلريت باعث افزايش گروه‌هاي كربوكسيل بر روي هر دو نوع خميركاغذ نسبت به نمونه‌هاي شاهد شده است.نتيجه‌ گيري: اثرگذاري هيپوكلريت در مقايسه با پروكسيد در ايجاد گروه‌هاي كربوكسيل در هر دو نوع خمير بيشتر بوده است، به‌طوري‌كه به نظر مي‌رسد افزايش گروه‌هاي كربوكسيل روي زنجيره سلولزي توسط پروكسيد بيشتر بر روي C6 و توسط هيپوكلريت بيشتر بر روي C2 و C3 رخ داده است. عمليات اكسيداسيون با افزايش گروه‌هاي كربوكسيل و به‌دليل ايجاد وزن مولكولي بالاتر باعث افزايش گرانروي خميركاغذها مي شود. بعلاوه، افزايش گروه‌هاي كربوكسيل به دليل فعاليت شيميايي بالاتر، قادر به جذب آب بالاتر و WRV بالاتر مي‌باشد.