كليدواژه :
بازيافت كاغذ , تركيب آلي گلاناپون , مركب زدايي , ويژگي هاي فيزيكي , ويژگي هاي نوري
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: امروزه فرآيند بازيافت كاغذ به‌عنوان يك ضرورت اقتصادي و زيست محيطي بسيار مهم مطرح مي‌باشد. يكي از فرآيندهاي مهم در بازيافت كاغذ، مركب‌زدايي مي‌باشد. براي مركب‌زدايي كاغذهاي باطله از مواد شيميايي مختلفي استفاده مي‌شود كه يكي از مهم‌ترين آنها سيليكات سديم است. تركيبات سيليكاتي به‌سبب رسوب در تجهيزات، موجب كاهش عمر مفيد دستگاه‌ها و مشكلاتي در سيستم تصفيه پساب مي‌شوند. در اين پژوهش با توجه به مشكلات مرتيط با سيليكات سديم، بازيافت كاغذ روزنامه باطله با استفاده از تركيب آلي گلاناپون به‌عنوان جايگزين سيليكات سديم مورد بررسي قرار گرفت. گلاناپون داراي بار سطحي آنيوني مي‌باشد و در صنايع خمير و كاغذ به عنوان عامل پراكنده‌ساز و جلوگيري‌كننده از ايجاد رسوب و ته‌نشست و به عنوان تثبيت‌كننده پروكسيد هيدروژن در فرآيند رنگبري و جوهرزدايي كاغذهاي باطله استفاده مي‌شود.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش تهيه خميركاغذ شيميايي از كاغذهاي روزنامه باطله، با استفاده از مواد شيميايي در شرايط ثابت خشكي 10 درصد، درجه حرارت 1 ± 50 درجه سانتي‌گراد و مدت زمان 20 دقيقه انجام شد.مواد شيميايي مورد استفاده براي مركب‌زدايي شيميايي عبارتند از: پروكسيد هيدروژن، سود سوزآور، ماده فعال‌ساز سطحي (پلي سوربات 80)، عامل كي‌ليت‌ساز DTPA و تركيب آلي گلاناپون. همه مواد شيميايي براساس وزن خشك كاغذ باطله اضافه شدند. در ابتدا خميركاغذ شاهد از كاغذ روزنامه باطله در شرايط ثابت فرآيندي و با استفاده از مواد شيميايي 1 درصد هيدروكسيد سديم، 1 درصد پروكسيد هيدروژن، 0/15 درصد ماده فعال‌ساز سطحي (پلي‌سوربات 80) و 0/3 درصد عامل كي‌ليت ساز DTPA در حضور 0/5 درصد سيليكات سديم تهيه شد. سپس در تيمارهاي بعدي، سيليكات سديم از تركيب مواد شيميايي حذف شده و تركيب گلاناپون در سطوح مختلف (0/3، 0/5، 0/7، 1، 2 و 3 درصد) به‌جاي آن به‌كار گرفته شد. همه تيمارهاي شيميايي در داخل كيسه‌هاي پلاستيكي در حمام آب گرم انجام شد. خميرهاي كاغذ تيمار شده با مواد شيميايي در درصدهاي مختلف گلاناپون، با استفاده از فرآيند شستشو مركب‌زدايي شدند. تأثير درصدهاي مختلف گلاناپون بر ميزان تشكيل پيوندهاي هيدروژني توسط طيف‌سنجي مادون قرمز (ATR-FTIR) بررسي شد. تأثير درصدهاي مختلف تركيب آلي ذكر شده بر ويژگي‌هاي فيزيكي، نوري و مقاومتي خميركاغذ مركب‌زدايي شده در مقايسه با خميركاغذ شاهد (خميركاغذ روزنامه مركب‌زدايي شده با 0/5 درصد سيليكات سديم) ارزيابي شد.
يافته‌ها: نتايج به‌دست آمده از مقايسه ويژگي‌هاي فيزيكي كاغذهاي ساخته شده نشان داد كه افزودن گلاناپون تا سطح 0/7 درصد، كاغذهاي با ضخامت كم‌تر و دانسيته بيشتر را نتيجه داد. تصاوير ميكروسكوپي گرفته‌شده از پروفيل ضخامتي كاغذها نيز مويد اين مطلب مي‌باشد. با افزايش مصرف از 0/7 تا 2 درصد ضخامت كاغذها افزايش و دانسيته آنها كاهش يافت. اين در حالي است كه مقادير دانسيته كاغذهاي تهيه‌شده در مقايسه با كاغذ شاهد افزايش يافت. نتايج به‌دست آمده از مقايسه ويژگي‌هاي نوري كاغذهاي ساخته شده نشان داد كه با افزايش مصرف تركيب گلاناپون تا 3 درصد، درجه روشني كاغذ به حداكثر مقدار 51/21 درصد ايزو و زردي به حداقل 7/3 درصد ايزو رسيده است. ماتي كاغذ با افزايش مصرف تركيب تا 0/7 درصد كاهش يافت. همچنين مقادير مقاومت به تركيدن، با افزايش مصرف تركيب گلاناپون تا سطح 2 درصد در مقايسه با كاغذ شاهد افزايش معني‌داري نشان داد.
نتيجه‌گيري: به‌طور كلي با توجه به نتايج به‌دست آمده با استفاده از 0/3- 2 درصد از تركيب آلي گلاناپون در فرآيند مركب‌زدايي در مقايسه با كاغذ شاهد، كاغذهاي با ضخامت كم‌تر، دانسيته، مقاومت به تركيدن و درجه روشني بيشتر، زردي كم‌تر و ماتي مطلوب از كاغذ روزنامه باطله مي‌توان توليد كرد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Today, paper recycling is considered as a very important economic and environmental necessity. Deinking is one of the important processes in paper recycling. Different types of chemicals are used for deinking that one of the most important of them is sodium silicate. Silicate compounds reduce the useful life of processing equipments and cause problems in the wastewater treatment system due to the sedimentation of them in the equipment. In this research, Recycling of old newspaper using glanapon organic complex, as a substitute for sodium silicate, was investigated due to related problems with sodium silicate.
Materials and methods: In this study, chemical repulping of ONP was carried out using chemicals at pulp consistency of 10%, temperature of 50 °C and duration of 20 min. The chemicals used for deinking were hydrogen peroxide, sodium hydroxide, Surfactant (Tween 80), DTPA, and glanapon stab organic complex. All chemicals were added based on oven-dry paper basis. In the first step, the control pulp was prepared from ONP using 1% sodium hydroxide, 1% hydrogen peroxide, 0.15% Surfactant (Tween 80) and 0.3% DTPA in the presence of 0.5% sodium silicate. Then, in subsequent treatments, sodium silicate was removed from the chemical compound and the glanapone complex was used at various levels (0.3, 0.5, 0.7, 1, 2 and 3%) instead of it. All chemical treatments were carried out in plastic bags in a hot water bath. The treated pulps were deinked by washing method. The effect of various charges of glanapone on the formation of hydrogen bonds was investigated by infrared spectroscopy (ATR-FTIR). The effect of various charges of the organic complex on the physical, optical and strength properties of deinked pulp was studied and compared with the control (ONP deinked using 0.5% sodium silicate).
Results: The results of physical properties measurements showed that the addition of glanapon stab complex up to 0.7% level caused to production of papers with lower caliper and higher density. Microscopic images taken from the thick profiles of the papers also confirm this. As well as, Paper thickness increased and their density was decreased by increasing consumption of glanapon from 0.7 to 2%. While the density of the prepared paper increased as compared to the reference paper. The results of optical properties analysis indicated that the brightness increased to 51.21% ISO and the yellowness was reduced to 7.3 % ISO as the dosage of organic complex was increased up to 3%. The opacity of paper was decreased by increasing the organic complex charge up to 0.7%. The bursting strength was significantly increased by increasing the organic complex charge up to 2% as compared to the reference paper.
Conclusion: In general, the paper with lower caliper, higher density and brightness, lower yellowness and suitable opacity could be produced using 0.3- 2% glanapon complex in comparison with the reference paper by deinking of old newspaper
