عملكرد كايتوزان و پلي‌آميد اپي‌كلروهيدرين (PAE) بر مقاومت تَر و جذب آب خميركاغذ جوهرزدايي‌شده

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

كاربرد روزافزون كاغذهاي بهداشتي و بازار رقابتي آن به‌ويژه از منظر جذب آب و مقاومت تَر، حائز اهميت بوده و كاربرد افزودني‌هاي شيميايي مورد نياز به‌ويژه با منشأ زيستي براي تأمين ويژگي‌ها رو به گسترش است كه هدف اين پژوهش نيز به‌شمار مي‌رود. مقايسة تأثير زيست‌بسپار كايتوزان با مادة متداول مصنوعي پلي‌آميد اپي‌كلروهيدرين (PAE) بر مقاومت‌هاي خشك و تَر، سفيدي، براقيت و جذب آب كاغذهاي توليدي؛ در سطوح افزودن 0/5، 0/75 و 1 درصد به خميركاغذ جوهرزدايي‌شده از كاغذهاي باطلة مخلوط اداري صورت گرفت. تصاوير SEM، نشست افزودني‌ها و برتري حضور رشته‌هاي كايتوزان نسبت به PAE را تأييد كرد. برتري مقاومت‌هاي كششي و تركيدن خشك و كششي تَر، كاهش مقدار و سرعت جذب آب در تيمارهاي كايتوزان مشخص شده كه اغلب ناشي از اتصالات عرضي به‌وجودآمده بين اجزا به‌هنگام خشك شدن است؛ چراكه شباهت ساختاري زياد كايتوزان با سلولز و نيز گروه‌هاي عاملي آميني و هيدروكسيلي فراوان آن، سبب افزايش اتصالات و از طرفي كاهش موقعيت‌هاي جذب آب مي‌شود. همچنين درگير شدن گسترده اجزا در پيونديابي، سبب كاهش انعطاف‌پذيري و افزايش سفتي خمشي شده كه البته در كمترين مقدار كاربرد (0/5 درصد)، سفتي كايتوزان از PAE كمتر بود. علي‌رغم ايجاد روند كاهشي، سفيدي (111 درصد) و براقيت (86 درصد) كاغذ آزمايشگاهي در كاربرد كايتوزان، تغييرات ملموسي نداشتند. به‌طور كلي، جايگزيني 0/5 درصد كايتوزان با 1 درصد PAE، علاوه‌بر تأمين ويژگي‌هاي مقاومتي بيشتر، از كمترين كاهش مقدار جذب آب (حدود 10 درصد) و ويژگي‌هاي نوري برخوردار شد و انعطاف‌پذيري بيشتري را نيز براي كاغذ به‌همراه داشت. بهبود مقاومت تَر شبكه الياف، ممكن است سبب بهبود قابليت گذر در ماشين كاغذ شود.

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.