نام پژوهشگر: مهدی رحمانی نیا

تاثیر نانو کایتوزان بر ویژگی های مقاومتی کاغذهای بازیافتی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی 1392
  خسرو حسینیان   مهدی رحمانی نیا

بهبود کیفیت محصولات تولیدی و فرایند تولید و حاصل از الیاف بازیافتی، نیاز به بهره گیری از افزودنی های مختلف به ویژه افزودنی های طبیعی را در عرصه پایانه تر کاغذسازی افزایش داده است. در این تحقیق عملکرد پلیمر طبیعی کایتوزان و نانوکایتوزان به صورت سیستمهای تک جزئی و حاوی نانوذره مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد کایتوزان و نانوکایتوزان در سیستم تک جزئی به عنوان افزودنی مقاومت خشک توانستند باعث افزایش معنی دار شاخص مقاومت به کشش، شاخص مقاومت به ترکیدن و شاخص مقاومت به پاره شدن نسبت به نمونه شاهدگردند. همچنین این دو افزودنی هر دو به صورت مشابهی به ترتیب افزایش 19 درصدی در آبگیری و و 5 درصدی ماندگاری را نسبت به نمونه شاهد ایجاد نمودند. در این تحقیق نتایج بهینه مقاومتی، آبگیری و ماندگاری کل مربوط به تیمار متشکل از کایتوزان و نانوذره بنتونیت به عنوان یک سیستم حاوی نانوذره بود، به طوری که باعث افزایش 8/34 درصدی شاخص مقاومت به کشش، 84/54 درصدی شاخص مقاومت به ترکیدن، 9/43 درصدی شاخص مقاومت به پاره شدن، 5/23 درصدی آبگیری و 11 درصدی ماندگاری گردید. به طورکلی در یک مقایسه اجمالی بین نانوکایتوزان و کایتوزان در سیستمهای تک جزئی و نانوذره به نظر می رسد که نانوکایتوزان نتوانسته است انتظارات را برآورده نماید. هرچند در سیستم تک جزئی عملکرد نانوکایتوزان مشابه کایتوزان بوده است اما با توجه به اینکه جنبه ای فنی و عملکرد نامناسب آن در سیستم نانوذره می توان نتیجه گرفت که نانوکایتوزان تولید شده به روش شیمیایی و افزودنی مناسبی جهت استفاده در پایانه تر کاغذسازی نمی باشد.

تاثیر سیستم نانوذره حاوی کایتوزان-نانو سیلیکا بر آبگیری، ماندگاری کل و مقاومت خشک کاغذ بازیافتی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی 1393
  رامین صبازودخیز   مهدی رحمانی نیا

پیشرفت فناوری¬های موجود در ماشین¬های کاغذسازی، افزایش سرعت تولید کاغذ، نیاز به تولید محصولات با کیفیت، افزایش سهم الیاف بازیافتی در فرایند تولید و بسیاری از عوامل دیگر سبب شده اند تا استفاده از انواع افزودنی¬ها در پایانه ترکاغذسازی مورد توجه روزافزون قرار گیرند. در این راستا، استفاده از سیستم نانوذره که در آن پلی¬الکترولیت کاتیونی در کنار یک نانوذره آنیونی عمل می¬نماید، بسیار راهگشا بوده است. در این تحقیق زیست¬بسپار کایتوزان در4 سطح (5/0، 1 ، 5/1، 2%) در کنار نانوسیلیکای آنیونی در دو سطح (1/0 و 2/0%) به منظور افزایش کیفیت فرایند و محصول تولیدی مدنظر قرار گرفته است. نتایج نشان داد که سیستم مزبور تاثیر مثبتی بر ویژگی های آبگیری از ورقه الیاف، ماندگاری کل نرمه و پرکننده، شاخص¬های مقاومت به کشش، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به پاره شدن نسبت به تیمار شاهد داشته است؛ هرچند که افزایش مصرف کایتوزان بیش از 1 درصد و نانوسیلیکا بیش از 1/0 درصد باعث کاهش این ویژگی¬ها گردیده¬اند. بهترین نتایج آبگیری از خمیرکاغذ بازیافتی در پایین ترین سطوح مصرف مواد شیمیایی (5/0%کایتوزان، 1/0% نانوسیلیکا) و به میزان 4/20% افزایش نسبت به نمونه شاهد مشاهده شد. همچنین در مقایسه با نمونه شاهد، بیشترین افزایش در ماندگاری کل نرمه ، دانسیته ظاهری، شاخص های مقاومت به پاره شدن، مقاومت به کشش و مقاومت به ترکیدن در سطح 1% کایتوزان به همراه 1/0% نانوسیلیکا و به ترتیب 87%، 7/14%، 3%، 27% و 49% بوده است. بدین ترتیب با در نظر گرفتن جمیع جوانب تیمار دارای 1% کایتوزان و 1/0% نانوسیلیکا به عنوان تیمار منتخب برگزیده شد. مقایسه تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه شاهد با کاغذ تیمار شده با سطوح منتخب به خوبی ماندگاری پرکننده را نشان داد. همچنین تعیین مقدار درصد نیتروژن در نمونه¬های شاهد و تیمار شده با سطوح منتخب به کمک آزمون¬های میکروکجلدال و edx نشان از ماندگاری کایتوزان پس از تیمار داشته است. بررسی عنصر سیلیسیم با آزمون edxنیز ماندگاری نانو سیلیکا، بعد از تیمار کاغذ با سطوح منتخب را نشان داد. به¬علاوه، بررسی تاثیر هدایت¬ الکتریکی (در حد متوسط) در سه سطح 170، 800، 1600 میکروزیمنس بر سانتی متر بر عملکرد تیمار منتخب نشان داد که با افزایش این فاکتور (به کمک افزودن cacl2) بیشتر ویژگی های بررسی شده کاهش نشان دادند؛ هرچند که ماندگاری کل نرمه و شاخص مقاومت به پاره شدن تغییر چندانی نداشتند. البته برای بررسی جامع¬تر، هدایت های الکتریکی بالاتر باید مدنظر قرار گیرند.