تاثیر اصلاح سطح الیاف و استفاده از کیتوزان جهت بهبود خواص مکانیکی کاغذ کرافت

بازده بسیاری از ماشینهای کاغذ با پاره شدن ورقه در پایانه تر ماشین کاغذ به طور ویژ ه ای کاهش میابد کاغذسازان مواد شیمیایی متنوعی را جهت افزایش عملکرد محصولات نهایی و همچنین بهرهوری از فرآیند تولید استفاده میکنند.در این تحقیق، اثر اصلاح سطح الیاف بر روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خمیر وکاغذ کرافت به تنهایی و همچنین به همراه کیتوزان بعنوان یک زیست پلیمر طبیعی در سه سطح اسیدیته ی 0 ،75/0 و 25/1درصد مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور ابتدا با استفاده از اندازه گیری عدد جذب متیلن بلو مقدار گروه های کربوکسیل نمونه های خمیر تیمار شده با پراکسیدهیدروژن در سطوح 0، 2، 3، 4 و 6 درصد مشخص شدند. سپس نمونه هایی که بیشترین مقدار گروه کربوکسیلی را دارا بودند، در سطوح مختلف کیتوزان مورد تیمار قرار گرفتند. از آنجاییکه رفتار کیتوزان به ph محیط وابسته است، لذا در این تحقیق رفتار کیتوزان در محیط های اسیدی، خنثی و قلیایی بررسی گردید و در نهایت خواص فیزیکی، مکانیکی و نوری کاغذ ساخته شده اندازه گیری شد. نتایج تحقیق بشکل زیر خلاصه شده است: • تیمار با پروکسید هیدروژن، ویژگی های کاغذ ساخته شده از خمیر کرافت را بهبود میدهد. • اصلاح سطح الیاف توسط پرکسید هیدروژن موجب افزایش گروه عاملی کربوکسیل و به تبع آن افزایش بارآنیونی الیاف میشود (اکسایش الیاف خمیر کرافت باعث افزایش 1/11 درصدی گروه کربوکسیل در خمیر 3% پروکسید نسبت به خمیر شاهد شده است) که این عامل در جذب هرچه بیشتر افزودنی کاتیونی کیتوزان بسیار موثر میباشد به طوری که اصلاح سطوح الیاف توسط پروکسید هیدروژن جذب شیمیایی کیتوزان روی الیاف را 74/18 درصد نسبت به نمونه شاهد افزایش می دهد. مقدار بیشتر کروه کربوکسیلی به همراه کیتوزان منجر به تشکیل یک سیستم دوتایی آنیونی- کاتیونی میشودکه اساس کار آن بر معادلات الکتروستاتیکی استوار است. در واقع نسبت کاتیون و آنیون نباید این تعادل الکتروستاتیکی و در نتیجه ایجاد فلاک و شکل گیری مناسب ورقه را بر هم بزند. • ph قلیایی نسبت به خنثی و اسیدی تاثیر مثبت تری بر ویژگی های مقاومتی داشته است. به طوریکه در این پژوهش در سطح 3درصد پراکسید هیدروژن و 75/0 درصد کیتوزان ، بهترین نتایج مشاهده شدند. • نتایج حاصل از طیف سنجی نشان می دهد که در نتیجه تیمار سطوح الیاف خمیر کرافت با پراکسید هیدروژن، مقدار جذب پیک مربوط به گروه های کربوکسیل افزایش، و پس از تیمار الیاف اکسید شده با 75/0 کیتوزان مقدار جذب پیک مربوطه کاهش میابد. همچنین افزایش گروه های پیوندی c-n نشان از نشست مناسب کیتوزان بر روی الیاف و شکل گیری مناسب الیاف در این تیمار میدهد. در واقع افزایش گروه های کربوکسیل منجر به افزایش ماندگاری کیتوزان و افزایش پیوند بین الیاف می گردد که با نتایج فیزیکی- مکانیکی نیز همخوانی دارد. • نتایج حاصل از آزمون کجلدال کردن نشان می دهد که حضور نیتروژن در خمیریکه تنها با کیتوزان تیمار شده، بیشتر از سایر تیمارها بوده است. به نظر میرسد نشست فیزیکی کیتوزان بر روی خمیر قهوه ای بدون درگیرشدن در واکنش های شیمیایی، علت این امر می باشد. • بررسی شاخص های نوری نشان می دهد تیمار با پروکسید موجب افزایش درجه روشنی گشته است بطوریکه کاغذ با 4% پروکسید بیشترین درجه روشنی را داشته است. همچنین حضور کیتوزان در خمیرکرافت موجب کاهش درجه روشنی می شود. به طوریکه کاغذ قهوه ای با تیمارکیتوزان کمترین مقدار درجه روشنی را نشان می دهد. از طرفی حضور کیتوزان در تیمارهای مختلف خمیر کرافت، بر ماتی کاغذهای ساخته شده از آن اثر معنی داری نداشته است. • در این پژوهش بالاترین دانسیته ظاهری و همچنین بیشترین شاخص مقاومت در برابر کشش و مقاومت در برابر ترکیدن کاغذ دست ساز تولیدی، در حالت قلیایی و در سطح 75/0کیتوزان بدست آمدند. از طرفی حضور کیتوزان به همراه الیاف اصلاح سطح شده خمیرکاغذ کرافت نتوانست برروی مقاومت در برابر پاره شدن کاغذ ساخته شده از آن تاثیر معنی داری بگذارد.