بهبود پیوندپذیری الیاف سه بار بازیافت‌شده خمیرکاغذ کرافت با پوشش‌دهی چندلایه کایتوزان/کربوکسیل متیل سلولز

سابقه و هدف: امروزه بازیافت کاغذهای باطله یک راهکار مناسب برای مصرف ضایعات کاغذی و به عنوان یک منبع غنی الیاف سلولزی توسعه فراوانی پیدا کرده است. با توجه به اینکه ویژگی‌های ساختاری این نوع الیاف بسیار متفاوت از الیاف بکر می‌باشند، اولین و مهمترین چالش در بکارگیری آنها، مناسب‌سازی آن برای استفاده مجدد در صنعت کاغذسازی است. بنظر می‌رسد اگر این الیاف به صورت مکرر مورداستفاده قرار گیرند، قابلیت استفاده از آنها کاهش ‌یابد. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که تکنیک لایه ‌‌به ‌‌لایه روش خوبی برای اصلاح خواص الیاف سلولزی و بهبود پیوندپذیری آن می‌باشد. در این تکنیک، الیاف سلولزی با ذرات یونی با بار مخالف در یک محیط واکنش قرار می‌گیرد و طی آن ذرات عمدتاً با جاذبة الکترواستاتیکی توسط سطح الیاف جذب می‌شود. در نتیجه مقاومت شبکه الیاف بطور قابل ملاحظه‌ای توسعه می‌یابد. لذا در این تحقیق، امکان اصلاح و توسعه پیوندیابی الیاف کرافت سه مرتبه بازیافت‌شده با استفاده از تکنیک لایه به لایه مورد بررسی قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: برای انجام این تحقیق، ابتدا الیاف کرافت سه مرتبه در چرخه بازیافت قرارگرفت. سپس الیاف سه‌بار بازیافت‌شده با روش لایه به لایه و با لایه‌نشانی یک در میان 1 درصد پلیمر کایتوزان کاتیونی و 1 درصد کربوکسیل متیل سلولز (CMC) آنیونی بر مبنای وزن خشک الیاف لایه‌نشانی شدند. لایه نشانی برای تشکیل یک، دو و سه جفت‌لایه از این پلیمرها بر روی سطح الیاف انجام گرفت. برای تشکیل جفت‌لایه‌های متوالی، 500 میلی‌لیتر سوسپانسیون خمیر الیاف با خشکی حدود 6/0 درصد به مدت 10 دقیقه با محلول‌‌‌های کایتوزان و CMC توسط دستگاه DDJ بهم زده شد. از نمونه خمیرکاغذها، کاغذهای دست‌ساز با وزن پایه g/m2 80±5 تهیه و ویژگی‌های آن مطابق روش-های استاندارد TAPPI مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین از نمونه‌های ذکرشده تصاویر الکترونی تهیه شد تا تغییرات در ساختار سطح الیاف مورد ارزیابی قرارگیرد. یافته‌ها: تغییرات متناوب پتانسیل زتا حاکی از تشکیل لایه‌های متوالی جفت پلیمر کایتوزان و CMC بر روی سطح الیاف بازیافتی کرافت می‌باشد. ارزیابی مقاومت‌های کاغذ تهیه‌شده تأیید می‌کند که با تیمار الیاف سه‌بار بازیافت‌شده کرافت با روش لایه به لایه و جذب این دو پلیمرها مقاومت‌دهنده، پیوندیابی الیاف توسعه یافته است. زیرا دانسیته ظاهری، شاخص کششی، پیوند داخلی و انرژی جذب کششی کاغذ بطور معنی‌داری افزایش یافته‌اند. سفتی خمشی کاغذ بعلت افزایش دانسیته (کاهش ضخامت) کاهش قابل ملاحظه‌ای را نشان داده است. در ریزنگار‌‌های الکترونی تهیه شده نیز تفاوت واضحی در سطح الیاف تیمارشده نسبت به الیاف تیمارنشده مشاهده شده است که بیانگر جذب پلیمرها می‌باشد که منجر به توسعه سطح پیوندیافته بین الیاف و افزایش مقاومت‌های کاغذ می‌شود. نتیجه‌گیری: از نتایج این تحقیق می‌توان نتیجه گرفت که این امکان وجود دارد که با استفاده از روش لایه به لایه و با تشکیل چندلایه هایی از پلیمرهای کایتوزان و CMC، قابلیت پیوندپذیری الیاف کرافت بازیافت شده را اصلاح و ویژگی‌های مقاومتی کاغذ حاصل از آن را بهبود بخشید.