تأثیر درجۀ جایگزینی نشاستۀ کاتیونی بر کارایی سیستم نانوذره در بازیافت کارتن‌های کنگره‌ای کهنه

نشاستۀ کاتیونی به‌طور گسترده‌ای به‌همراه انواع نانوذرات معدنی مانند نانوسیلیکا در پایانۀ تر کاغذسازی کاربرد دارد. در این مطالعه تلاش شد تا اثر درجۀ جایگزینی‌های نشاستۀ کاتیونی (018/0 و 045/0) در سیستم نانوذرۀ حاوی نانوسیلیکا در خمیر بازیافتی حاصل از کارتن‌های کنگره‌ای کهنه بررسی شود. در ابتدا به‌منظور بررسی ویژگی‌های 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 اندازه‌گیری شد. همچنین، در بررسی شاخص‌های فرایندی در تولید کاغذ، نتایج نشان از تعامل و اثرگذاری بیشتر نشاستۀ کاتیونی با درجۀ جایگزینی زیاد به‌همراه نانوذرات سیلیکا دارد، به‌نحوی که با استفاده از نشاستۀ ‌کاتیونی با درجۀ جایگزینی 045/0، قابلیت آبگیری از 300 میلی‌لیتر (CSF) در نمونۀ شاهد به حدود 560 میلی‌لیتر (CSF) افزایش یافت. به‌علاوه، 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 به‌طور کلی در فرایند جذب نشاستۀ کاتیونی، به لحاظ الکتروسینتیکی، معکوس شدن بار عمومی سیستم کاغذسازی به‌عنوان یک عامل محدودکننده در استفاده از نشاستۀ کاتیونی با DS زیاد است، اما نتایج نشان داد در تولید کاغذ بازیافتی از کارتن‌های کنگره‌ای کهنه، استفاده از نشاستۀ کاتیونی با DS زیاد مؤثرتر بوده است.