تأثير پلي اكريل آميد كاتيوني بر ويژگي‌هاي خمير بازيافتي كارتن كنگره‌اي كهنه (OCC) تقويت شده با نانو الياف ليگنوسلولزي Paulownia fortune

سابقه و هدف: يكي از معايب مهم الياف بازيافتي كاهش قابل توجه مقاومت هاي مكانيكي كاغذ حاصل از آن ها به دليل كاهش پيوندهاي بين الياف مي‌باشد. پژوهش‌هاي فراواني تاكنون در زمينه كاربرد نانو الياف سلولزي در فرآيندهاي توليد فرآورده‌هاي كاغذي گزارش شده است. نتايج پژوهش هاي گذشته نشان مي‌دهد به‌كارگيري نانو الياف سلولزي سبب تقويت فرآورده‌هاي كاغذي مي‌گردد؛ اگر چه ميزان اين تقويت‌كنندگي با توجه به نوع نانو الياف سلولزي به‌كار گرفته‌شده متفاوت مي‌باشد. نانو الياف ليگنو سلولزي چوب پالونيا متشكل از الياف نانو مقياس با تركيب شيميايي مشابه چوب است كه به روش مكانيكي بدون استفاده از مواد شيميايي از زيست توده ليگنوسلولزي در دماي محيط توليد مي‌شود. اين ماده به صورت ژل قهوه‌‌اي رنگ مي‌باشد كه فرآيند توليدي كاملاً دوست دار محيط زيست دارد. تحقيق حاضر با هدف بررسي تأثير افزودن هم زمان پلي اكريل آميد كاتيوني و نانو الياف ليگنو سلولزي چوب پالونيا بر ويژگي‌هاي خميركاغذ حاصل از بازيافت كارتن كنگره‌‌اي كهنه (OCC) انجام شده است. مواد و روش‌ها: از كارتن كنگره‌‌اي كهنه جمع‌آوري شده خميركاغذ بازيافي تهيه شد و بعد از پالايش و دست‌يابي به درجه رواني 20±380 ميلي‌ليترCSF مقادير مختلف نانوالياف ليگنوسلولزي چوب پالونيا (1، 2 و 3 درصد) و پلي اكريل آميد كاتيوني (0.1، 0.2 و 0.3 درصد) به آن افزوده شد. در نهايت از اين تيمارها، كاغذهاي دست‌ساز استاندارد ساخته شد و ويژگي‌هاي فيزيكي و مكانيكي آن‌ها بر اساس شيوه نامه استاندارد موسسهTAPPI اندازه‌گيري شدند. يافته‌ها: بكار بردن نانوالياف ليگنوسلولزي همراه با پلي اكريل آميد كاتيوني باعث افزايش قابل توجه خواص مقاومتي مي‌شود. بيش ترين مقاومت‌ها در سامانه نانوالياف ليگنوسلولزي - پلي اكريل آميد كاتيوني مربوط به نمونه‌هاي حاوي 1 درصد نانوالياف ليگنو سلولزي و 0.3 درصد پلي اكريل آميد كاتيوني مشاهده شد. نتايج ارزيابي خواص فيزيكي كاغذها نشان داد كه دانسيته و مقاومت به عبور هوا با افزودن نانوالياف ليگنوسلولزي - پلي اكريل آميد كاتيوني در كاغذ افزايش مي‌يابد. شواهد نشان مي‌دهد افزودن هم زمان نانو الياف ليگنوسلولزي - پلي اكريل آميد كاتيوني به خمير حاصل از كارتن كنگره‌اي كهنه به دليل بهبود پيوندها و همچنين كاهش تخلخل ساختار كاغذ باعث افزايش مقاومت به عبور هوا و دانسيته مي‌گردد. تحليل‌هاي آماري نيز نشان داد كه اختلاف كاملاً معني‌داري با 95 درصد اطمينان بين تيمارهاي مختلف ‌از لحاظ مقاومت‌هاي مكانيكي (تركيدن، پارگي، لهيدگي حلقوي و كششي) وجود دارد. نتيجه گيري: پلي اكريل آميد كاتيوني به دليل بار مثبت و ساختار پليمري خود از هدر رفت ذرات ريز نانو الياف ليگنو سلولزي چوب پالونيا جلوگيري كرده و در نتيجه باعث افزايش مقدار نانو الياف موجود در خمير كاغذ شده و بهبود پيوند يابي بين الياف ويژگي‌هاي كاغذ ساخته شده را سبب مي‌شود. نتايج آناليزهاي آماري با 95 درصد اطمينان نشان داد بين تيمارهاي مربوط به ويژگي‌هاي مقاومتي مانند مقاومت تركيدن، مقاومت كششي و لهيدگي حلقه‌اي اختلاف معني داري وجود دارد. استفاده از سطوح بهينه الياف نانو ليگنوسلولزي مي‌تواند موجب بهبود اين ويژگي‌ها گردد. طبق نتايج حاصل بهترين مقدار مقاومت حاصل در بين تيمارهاي مختلف در سامانه نانو الياف ليگنو سلولزي- پلي اكريل آميد كاتيوني در نمونه‌هاي حاوي 1 درصد نانو الياف ليگنو سلولزي و 0.3 درصد پلي اكريل آميد كاتيوني مشاهده مي‌شود.