ارزیابی توالی افزودن نانوالیاف سلولز، نشاسته و پلی اکریل آمید کاتیونی بر مقاومت کششی کاغذ

سابقه و هدف: افزودنی های فراوانی در پایانه تر کاغذسازی معمولا در قسمت های متفاوتی، برای اهداف معین، استفاده می شوند. هنگامی که از چند افزودنی به خمیر کاغذ استفاده می شود اغلب ترتیب اضافه کردن مواد تاثیر متفاوتی بر خواص کاغذ نهایی می گذارد. در این پژوهش، توالی افزودن نانوالیاف سلولز، نشاسته و پلی اکریل آمید کاتیونی به خمیرکاغذ و اندازه گیری زمان زهکشی خمیر کاغذ، دانسیته و مقاومت کششی کاغذ دست ساز حاصل مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش ها: در این تحقیق خمیر کاغذ رنگبری شده باگاس از کارخانه کاغذ پارس، نانوالیاف سلولز تهیه شده به روش سوپر آسیاب، نشاسته کاتیونی با درجه جایگزینی حدود mol/mol 035/0، و پلی اکریل آمید کاتیونی با وزن ملکولی زیاد و شارژ الکتریکی کم مورد استفاده قرار گرفت. قبل از تهیه کاغذها نمونه های خمیرکاغذ پایه با افزودن 3 درصد نانوالیاف سلولز با غلظت 3/0 درصد ، 1 درصد نشاسته کاتیونی با غلظت 5/0 درصد و 3/0 درصد پلی اکریل آمید کاتیونی با غلظت 05/0 درصد با توالی های متفاوت تهیه و سپس کاغذ ساخته شد. یافته ها: نتایج نشان داد که استفاده از این مواد افزودنی با هر توالی باعث افزایش دانسیته، مقاومت کششی و زمان زهکشی شد. اما مناسبترین توالی با استفاده از دو افزودنی با ترتیب ابتدا بسپار و سپس نانوالیاف سلولز به سوسپانسیون رقیق خمیرکاغذ بدست آمد که تحت این شرایط فرض می شود الیاف سلولز ابتدا توسط بسپار کاتیونی شبکه های بزرگ کلوخه ای شکل تشکیل دهند و سپس طی نیروهای برشی به شبکه کوچکتر خرد شوند و بعد نانوالیاف سلولز با جذب به درون شبکه موجب بهبود اتصالات و افزایش مقاومت کششی کاغذ، ضمن افزایش محدودی در زمان زهکشی شود. بین توالی های مختلف استفاده از سه ماده افزودنی، شاخص مقاومت کششی و دانسیته تفاوت معنی داری نشان نداد. اما استفاده از سه ماده افزودنی در تمام حالات سبب بهبود مقاومت کششی نسبت به توالی دوتایی و کاغذ شاهد به طور معنی-داری شده است. همچنین هنگامی که ابتدا نشاسته کاتیونی افزوده شود کمترین زمان زهکشی و هنگامی که ابتدا نانوالیاف سلولز افزوده شود بیشترین زمان زهکشی مشاهده شد. بعلاوه در نمونه های دارای سه ماده افزودنی بیشترین ضخامت در تیماری به دست آمد که نانوالیاف سلولز در مرحله اول به سوسپانسیون اضافه شده بود. نتیجه گیری: استفاده از نانوالیاف سلولز همراه با نشاسته و پلی اکریل آمید کاتیونی ضمن اعمال نیروی برشی محدود می تواند با ماندگاری نرمه های میکرونی و نانویی بیشتر سبب افزایش دانستیه کاغذ و زمان زهکشی شود. با ارزیابی اثرات استفاده از توالی این افزودنی ها بر مقاومت به کشش، دانسیته و زهکشی می توان گفت که توالی دوتایی ابتدا نشاسته کاتیونی و سپس نانوالیاف سلولزی و توالی سه تایی ابتدا نشاسته کاتیونی و سپس نانوالیاف سلولز و نهایتا پلی اکریل آمید کاتیونی می تواند به عنوان بهترین توالی برای کاغذسازی از خمیر کاغذ سودای باگاس برای دست یابی به بیشترین مقاومت کششی و کمترین زمان زهکشی معرفی شود.

Keywords:

مقاومت کششی , نشاسته کاتیونی , نانوالیاف سلولز , پلی اکریل آمید کاتیونی , کاغذسازی