ارزیابی توالی افزودن نانوالیاف سلولز، نشاسته و پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی بر مقاومت کششی کاغذ

سابقه و هدف: افزودنی‌های فراوانی در پایانه تر کاغذسازی معمولاً در قسمت‌های متفاوتی، برای اهداف معین، استفاده می‌شوند. هنگامی‌که از چند افزودنی به خمیر‌کاغذ استفاده می‌شود اغلب ترتیب اضافه کردن مواد تاثیر متفاوتی بر خواص کاغذ نهایی می‌گذارد. در این پژوهش، توالی افزودن نانوالیاف سلولز، نشاسته و پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی به خمیرکاغذ و اندازه‌گیری زمان زهکشی خمیر‌کاغذ، دانسیته و مقاومت کششی کاغذ دست‌ساز حاصل مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش‌ها: 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 پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی با وزن ملکولی زیاد و شارژ الکتریکی کم مورد استفاده قرار گرفت. قبل از تهیه کاغذها نمونه‌های 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 پلی‌اکریل‌آمید ‌کاتیونی با غلظت 05/0 درصد با توالی‌های متفاوت تهیه و سپس کاغذ ساخته شد. یافته‌ها: 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 می‌شود الیاف سلولز ابتدا توسط بسپار کاتیونی شبکه‌های بزرگ کلوخه‌ای‌شکل 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 توالی‌های مختلف استفاده از سه ماده افزودنی، شاخص مقاومت کششی و دانسیته تفاوت معنی‌داری نشان نداد. اما استفاده از سه ماده افزودنی در تمام حالات سبب بهبود مقاومت کششی نسبت به توالی دوتایی و کاغذ شاهد به‌طور معنی-داری شده است. همچنین هنگامی‌که ابتدا نشاسته کاتیونی افزوده شود کمترین زمان زهکشی و هنگامی‌که ابتدا نانوالیاف سلولز افزوده شود بیشترین زمان زهکشی مشاهده شد. بعلاوه در نمونه‌های دارای سه ماده افزودنی بیشترین ضخامت در تیماری به‌دست آمد که نانوالیاف سلولز در مرحله اول به سوسپانسیون اضافه شده بود. نتیجه‌گیری: استفاده از نانوالیاف سلولز همراه با نشاسته و پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی ضمن اعمال نیروی برشی محدود می‌تواند با ماندگاری نرمه‌های میکرونی و نانویی بیشتر سبب افزایش دانستیه کاغذ و زمان زهکشی شود. با ارزیابی اثرات استفاده از توالی این افزودنی‌ها بر مقاومت به کشش، دانسیته و زهکشی می‌توان گفت که توالی دوتایی ابتدا نشاسته کاتیونی و سپس نانوالیاف سلولزی و توالی سه‌تایی ابتدا نشاسته کاتیونی و سپس نانوالیاف سلولز و نهایتاً پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی می‌تواند به‌عنوان بهترین توالی برای کاغذسازی از خمیر کاغذ سودای باگاس برای دست‌یابی به بیشترین مقاومت کششی و کمترین زمان زهکشی معرفی شود.