تأثیر درجۀ جایگزینی نشاستۀ کاتیونی بر کارایی سیستم نانوذره در بازیافت کارتن های کنگره ای کهنه

نشاستۀ کاتیونی به طور گسترده ای به همراه انواع نانوذرات معدنی مانند نانوسیلیکا در پایانۀ تر کاغذسازی کاربرد دارد. در این مطالعه تلاش شد تا اثر درجۀ جایگزینی های نشاستۀ کاتیونی (018/0 و 045/0) در سیستم نانوذرۀ حاوی نانوسیلیکا در خمیر بازیافتی حاصل از کارتن های کنگره ای کهنه بررسی شود. در ابتدا به منظور بررسی ویژگی های نانوذرات، شکل، اندازه و پراکنش ابعاد ذرات نانوسیلیکاسل مصرفی، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و نیز میکروسکوپ الکترونی عبوری مطالعه شد که میانگین ابعاد نانوذرات کمتر از 50 نانومتر اندازه گیری شد. همچنین، در بررسی شاخص های فرایندی در تولید کاغذ، نتایج نشان از تعامل و اثرگذاری بیشتر نشاستۀ کاتیونی با درجۀ جایگزینی زیاد به همراه نانوذرات سیلیکا دارد، به نحوی که با استفاده از نشاستۀ کاتیونی با درجۀ جایگزینی 045/0، قابلیت آبگیری از 300 میلی لیتر (csf) در نمونۀ شاهد به حدود 560 میلی لیتر (csf) افزایش یافت. به علاوه، با توجه به اینکه ویژگی پیوند درونی کاغذ، شاخص مناسبی از کارایی نشاسته است، اثر درجۀ جایگزینی نشاستۀ کاتیونی در این ویژگی مقاومتی مشهودتر بود. چنانکه با استفاده از نشاستۀ کاتیونی با درجۀ جایگزینی زیاد، مقاومت درونی کاغذ نسبت به شاهد به بیش از دوبرابر افزایش یافت. از سوی دیگر، هرچند به طور کلی در فرایند جذب نشاستۀ کاتیونی، به لحاظ الکتروسینتیکی، معکوس شدن بار عمومی سیستم کاغذسازی به عنوان یک عامل محدودکننده در استفاده از نشاستۀ کاتیونی با ds زیاد است، اما نتایج نشان داد در تولید کاغذ بازیافتی از کارتن های کنگره ای کهنه، استفاده از نشاستۀ کاتیونی با ds زیاد مؤثرتر بوده است.