تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال:1398 | دوره:34 | شماره:1 (پیاپی 66) |تعداد مقالات:13

تامین همزمان ویژگی های متعارض در کاغذ از مهمترین مسائل کاغذسازان بوده که مثلاً در کاغذهای بهداشتی، تامین مقاومت مطلوب توام با جذب آب بالا، اهمیت بسیاری دارد. چراکه افزایش پیوندیابی منجربه کاهش دسترس پذیری گروه های آبدوست می شود. بدین منظور از هیدروژل که کاربرد روزافزونی در فراورده های حجیم سلولزی جاذب دارد، به عنوان اندود سطحی کاغذ و کاغذهای آغشته شده با آب مقطر به عنوان شاهد استفاده گردید. هیدروژل کایتوزان-اکریلیک اسید پس از تهیه، توسط همگن ساز فراصوت به ابعاد نانو تبدیل و با ابزار پراکنش نور پویا، مقیاس ذرات تائیدگردید. تصاویر SEM و نتایج ضخامت، نشست نانوهیدروژل بر سطح کاغذ را تائیدنمود. جذب آب کاغذهای اندودشده با 1، 5/1 و %2 نانوهیدروژل افزایش چشمگیری یافته و تا %50 بهبود را نسبت به کاغذ تیمارنشده نشان داد. شاخص-های ترکیدن و کششی خشک کاغذ همزمان با بهبود جذب آب افزایش یافته، لیکن شاخص پارگی بدون تغییر باقی ماند. افزایش پیوندیابی بین لیفی ناشی از فراوانی گروه های کربوکسیلیک اسید در اکریلیک اسید و نیز هیدروکسیلی و آمینی در کایتوزان بوده و تشکیل فیلم نانوهیدروژل نیز به عنوان ساختاری مکمل و پیوسته با بستر سلولزی، منجر به بهبود مقاومت ها می گردد. شاخص کششی تَر فقط در بالاترین سطح اندودسازی (%2) افزایش چشمگیری داشته و در سطوح پائین تر موفق نبوده است. ماتی، سفیدی و روشنی کاغذهای اندودشده تقریباً ثابت ولی زردی بواسطه ماهیت کایتوزان افزایش یافت. سفتی کاغذهای اندودشده در مقایسه با اندودنشده افزایش ولی نسبت به نمونه های آب مقطر در تمامی سطوح کاهش داشته و به عبارتی منجر به افزایش نرمی شد. تیمار آبی کاغذها، منجربه کاهش ضخامت، شاخص های کششی و ترکیدن و افزایش سفتی شد.

یکی از مهمترین منابع آلودگی محیط زیست رنگ ناشی از فاضلاب صنایع رنگ می باشد که برای انسان و محیط زیست مخاطراتی ایجاد می کند. لذا هدف از این مطالعه، بررسی کارایی حذف رنگ متیلن بلو از محیط های آبی بوسیله ی خاک اره با استفاده از امواج فراصوت توسط روش پاسخ سطح می باشد. از آزمایشات ناپیوسته به منظور ارزیابی اثر غلظت رنگ، زمان فراصوت، دوز جاذب و pH در حذف رنگ از محیط های آبی استفاده شد. در آزمایشات از روش پاسخ سطح به منظور ارزیابی اثرات متقابل این متغیرها استفاده شد. غلظت رنگ نمونه ها با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج 664 نانومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مقادیر پارامترهای بهینه برای دستیابی به حداکثر بازده حذف رنگزا، غلظت اولیه رنگزا 20 میلی گرم بر لیتر، زمان واکنش 8 دقیقه، مقدار جاذب 4 گرم بر لیتر وpH اولیه ی 9 می باشند. بیشترین و کمترین درصد حذف رنگ به ترتیب 29/92 و 5/47 درصد حاصل شد. آزمون آنالیز واریانس نشان داد که مدل نمایی، بهترین مدل برای تبیین برهم کنش متغیرهای مطالعه می باشد. بر اساس نتایج آنالیز واریانس مقدار بالای ضریب تعیین نشان می دهد که مقادیر آزمایشگاهی با مقادیر پیش بینی شده تطابق خوبی دارند (9486/0=2R). علاوه بر این آنالیز آماری نتایج نشان داد که در محدوده مطالعه شده، pH و مقدار جاذب اثر قابل توجهی روی راندمان حذف رنگزا دارند. داده های انرژی آزاد گیبس و آنتالپی نشان دهنده فرآیند خودبخودی و گرماگیر می باشد. همچنین بررسی مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و دوم نشان داد که فرآیند با مدل سینتیکی شبه درجه دوم مطابقت دارد.

در این پژوهش اثر پوشش دهی کاغذهای پوشش داده شده با پلی کاپرولاکتون (PCL)، نانوکریستال سلولز (NCC) و نانو اکسید روی (ZNO) و ترکیب آن ها بر روی خواص مقاومتی و خواص نوری بررسی شد. برای این کار مواد پوشش دهی با شرایط مشخص (پلی کاپرولاکتون 10 درصد، نانوکریستال سلولز 4 و6 درصد و نانو اکسید روی 3 درصد) بر روی کاغذها اعمال شدند. وزن پوشش بر روی ورق های دست ساز حاصل بین g/m2 7/2-2/2 بوده است. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که ویژگی های مقاومتی (شاخص مقاومت به کشش، ترکیدن و پارگی) کاغذهای پوشش داده شده با افزودن درصد نانوکریستال سلولز افزایش یافته است. ترکیب سه گانه این مواد بهترین ویژگی های مقاومتی را نسبت به کاغذ شاهد داشتند. ویژگی درجه روشنی با افزودن نانوکریستال سلولز افزایش ولی ماتی کاهش یافته است. همچنین رنگ سنجی با افزودن نانوکریستال سلولز و نانو اکسید روی بهبود یافت، طوری که نانو اکسید روی تاثیر گذارتر بوده است. به علاوه ترکیب سه گانه این مواد با مقدار بیشتر نانوکریستال سلولز بهترین رنگ سنجی را داشته است.

در این تحقیق، سرعت رشد کپک بر روی پوشش های پلی یورتان و دیترول حاوی دو نوع آفت کش طبیعی (اسانس آویشن شیرازی) و سنتزی (3-ید2-پروپینیل-N بوتیل کربامات، IPBC) که به دو صورت معمولی و میکروکپسوله شده به ترکیب آنها اضافه شده بود، مورد بررسی قرار گرفت. سنتز میکروکپسول ها با پوسته پلیمری متیل متاکریلات با استفاده از روش تبخیر حلال و با شکل گیری امولسیون روغن در آب انجام شد. مقاومت نمونه ها در برابر کپک آسپرژیلوس نایجر با استفاده از کاغذ صافی مطابق استاندارد ASTM D 5590 قبل و بعد از کهنگی تسریع شده ارزیابی شد. همچنین مقاومت به چسبندگی پوشش ها و زبری سطح آنها به روش پروفیلومتری اندازه گیری شد. نتایج نشان داد پوشش های عاری از آفت کش ها به تنهایی قادر نیستند که در برابر رویش کپک مقاومت کنند ولی افزودن هر دو نوع آفت کش به ویژه IPBC موجب بهبود مقاومت آنها در برابر رشد کپک شد. همچنین، میکروکپسوله کردن آفت کش ها با ایجاد مکانیسم رهایش کنترل شده آنها از داخل پوشش در مقایسه با آفت کش های معمولی مقاومت بیشتری در برابر رشد کپک حتی پس از فرآیند کهنگی سبب شد. افزودن هر دو نوع آفت کش به ویژه به صورت کپسوله شده ضمن افزایش زبری سطح منجر به کاهش چسبندگی پوشش پلی یورتان شد.

در این پژوهش ویژگی های زیست تخریب پذیری چندسازه پلی لاکتیک اسید-آرد ساقه کلزا در سه سطح 25، 35 و 45% آرد ساقه کلزا، ساخته شده به وسیله تکنیک قالب گیری فشاری موردمطالعه و ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی رفتار زیست تخریب پذیری چندسازه از سه روش آزمونی تخریب بیولوژیکی در برابر قارچ های Trametes versicolor و Gloeophyllum trabeum، آبشویی بلندمدت و دفن چندسازه در خاک به مدت 4 ماه استفاده شد. نتایج آنالیزهای آماری نشان داد که با افزایش مقدار آرد ساقه کلزا میزان کاهش وزن چندسازه در برابر تخریب به وسیله قارچ ها و دفن در خاک افزایش می یابد. درحالی که پلی لاکتیک اسید خالص از دوام بسیار بالایی در برابر این عوامل برخوردار بود. همچنین تأثیری درروند کاهش وزن نمونه ها در آزمون آبشویی بلندمدت مشاهده نشد به طوری که وزن نمونه های چندسازه و پلی لاکتیک اسید مدام در حال افزایش بود و اثری از کاهش وزن و ضخامت در آن ها مشاهده نگردید. در بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح شکست چندسازه ها برخلاف پلی لاکتیک اسید رشد میسلیوم های قارچی به وضوح قابل شناسایی و تشخیص بود به طوری که قارچ ها پس از عبور از پلیمر خود را به آرد ساقه کلزا رسانده و باعث کاهش وزن چندسازه گردیدند. نتایج طیف سنجی FTIR که بر روی پلی لاکتیک اسید در قبل و پس از معرض گذاری در برابر قارچ Gloeophyllum trabeum تهیه شد نیز صحت نتایج فوق را تائید نمود. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق مشخص گردید که پلی لاکتیک اسید به عنوان یک پلیمر زیست تخریب پذیر از دوام بسیار بالایی در مقابل تخریب توسط عوامل بیولوژیکی طبیعی برخوردار است.

هدف از این تحقیق، تأثیر روش انبارداری فله ایی باگاس بر خصوصیات مکانیکی و فیزیکی تخته خرده چوب ساخته شده از آن بوده است. برای این منظور از باگاس مغز زدایی شده به روش مرطوب استفاده شد. شرایط انبارداری باگاس عبارت از دو مقدار رطوبت 45 و 55 درصد و 4 زمان انبارداری 1/5، 3، 4/5 و 6 ماه بود. با توجه به متغیرهای فوق ابتدا ویژگی های شیمیایی باگاس (pH، ظرفیت بافرکنندگی اسیدی و قلیایی) تعیین گردید. سپس نسبت به ساخت تخته خرده چوب اقدام شد و خواص فیزیکی و مکانیکی آنها اندازه گیری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش رطوبت باگاس، pH و ظرفیت بافرکنندگی قلیایی آن کاهش و ظرفیت بافرکنندگی اسیدی باگاس افزایش یافته و ویژگی های خمشی (مدول الاستیسیته و مقاومت خمشی) و مقدار واکشیدگی ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب تخته ها تضعیف شده است. ویژگی های شیمیایی باگاس با افزایش زمان انبارداری تا 3 ماه، تمایل به اسیدی شدن داشتند و حداقل ویژگی های خمشی و مقاومت به چسبندگی داخلی تخته ها در زمان انبارداری فوق ملاحظه گردید. همچنین با افزایش زمان انبارداری، مقدار واکشیدگی ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب تخته ها بهبود یافت.

نیاز به کنترل میکروارگانیسم های بیماری زا در محیط های آلوده انگیزه برای تهیه و تولید محصولات مقاوم در برابر رشد این موجودات از جمله انواع کاغذ ضدباکتری را افزایش داده است. روش ها و مواد مختلفی برای تهیه این نوع کاغذها گزارش شده است. هدف از این تحقیق، تهیه نانوذره نقره با روش پلاسما و بررسی تأثیر افزودن آن به خمیر کاغذ کرافت بر ویژگی های کاغذ تهیه شده می باشد. برای این منظور، ابتدا با استفاده از دستگاه طراحی شده در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی نانو ذرات نقره در شرایط بهینه شده فرکانس 1 کیلوهرتز، جریان2 آمپر و ولتاژ 4 کیلوولت تهیه شد. آزمون DLS میانگین اندازه ذرات نقره در مقیاس نانو (2/41 نانومتر) را تأیید نمود. سپس نانو نقره تهیه شده با مقادیر مصرف 0، 25، 50 و 75 پی پی ام پس از 05/0 درصد پلی آکریل آمید کاتیونی (CPAM) براساس وزن خشک الیاف به عنوان کمک نگهدارنده به خمیرکاغذ کرافت اضافه شد. نتایج ارزیابی خواص کاغذهای تهیه شده (با وزن پایه حدود3± 60 گرم بر مترمربع) نشان داد که افزودن نانوذارت نقره تهیه شده با روش پلاسما تا حدودی منجر به کاهش ویژگی های مقاومتی کاغذ می شود. ضمن اینکه روشنی کاغذ نیز کاهش معنی داری را نشان داده است. امّا ماتی کاغذ و ویژگی ضدباکتری آن بخصوص در مقادیر مصرف بیش از 50 پی پی ام بطور معنی داری توسعه می یابد.

در این تحقیق به بازبینی و امکان تخمین و ارزیابی دانسیته در دو گونه ی بلوط بلند مازو(Quercus castaneifolia) و راش(Fagus orientalis)، پرداخته شده است. ابتدا از هر گونه آزمونه هایی با ابعاد 30×20×4 سانتی متر (طول، عرض، ضخامت) تهیه گردید. سپس به مدت 72 ساعت در اتو در دمای 60 درجه ی سانتی گراد قرار گرفتند و پس از مدت مذکور از اتو خارج شده و دانسیته آن ها اندازه گیری شد. در آزمون ترموگرافی طی مدت یک ساعت، در دقایق 1، 5، 10، 20، 30، 45 و 60 (تحت عنوان پله های ثبت دما) دمای لحظه ای نمونه ثبت گردید. پس از آن به منظور بررسی تأثیر فاکتور شکل و ابعاد بر مقادیر اشتباهات دانسیته حاصل از روش ترموگرافی، نمونه های اولیه در دو مرحله به ابعاد 30×20×3 و 20×15×2 سانتی متر تبدیل شدند و مجدداً آزمون اندازه گیری دانسیته و ترموگرافی باکیفیت ذکرشده بر روی نمونه ها صورت پذیرفت. روابط بین فاکتور شکل، دانسیته و نسبت دانسیته بر فاکتور شکل با سرعت لگاریتمی افت دما به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن بود که تغییرات دانسیته بدون در نظر گرفتن فاکتور شکل، همبستگی خوبی با نتایج افت دما نداشت. اما هر دو گونه نتایج قابل اطمینانی از دانسیته، توسط روش های بررسی نسبت دانسیته بر فاکتور شکل با سرعت افت دما از دمای بیشینه از خود به نمایش گذاشتند. با این حال پیشنهاد می گردد در تخمین و یا ارزیابی غیر مخرب به روش ترموگرافی برای تمامی گونه های تجاری، توسط شیوه ترموگرافی بررسی گردند.

در این تحقیق جهت بهبود ویژگی ممانعتی کاغذ نسبت به عبور اکسیژن، پلیمر EVOH به روش روزن رانی بر روی کاغذ حاصل از خمیر CMP پوشش دهی گردید. پلیمر اتیل وینیل الکل (EVOH) با وجود نفوذپذیری کم نسبت به عبورگازها، مقاومت کمی نسبت به عبور آب و بخار آب دارد. سپس دی متوکسی دی متیل سیلان به عنوان پوشش آب گریز بر روی پلیمر EVOH با روش رسوب شیمیایی بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) لایه نشانی شد. بدین منظور، یک آزمایش فاکتوریل با سه فاکتور در سه سطح شامل زمان(10-8-6 دقیقه)، فشار(500-400-300 میلی تور) و نیروی فرکانس رادیویی(90-70-50 وات) طراحی شد. برای یافتن شرایط بهینه، میزان زاویه تماس آب، نرخ عبور اکسیژن، مقاومت کششی و انرژی کرنشی نمونه های پوشش دهی شده اندازه گیری شد. جهت بهینه سازی شرایط پوشش دهی دی متوکسی دی متیل سیلان، با هدف بهبود ویژگی آب گریزی، کاهش نرخ عبور اکسیژن، افزایش مقاومت کششی و انرژی کرنشی کاغذ، به کمک نرم افزارDesign Expert از روش سطح پاسخ استفاده شد. نتایج روش سطح پاسخ تعیین کرد شرایط بهینه در زمان 6 دقیقه، فشار99/499 میلی تور و توان50 وات حاصل می گردد.

امروزه برای کاغذسازان ویژگی ممانعتی در برابر جذب آب انواع کاغذهای بسته بندی که بیشتر از الیاف بازیافتی تهیه می-شوند، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، اثر عامل آهار آلکیل کتون دایمر (AKD) بر ویژگی های کاغذهای تهیه شده از الیاف بازیافتی صنایع خمیر و کاغذ اترک بررسی شده است. آهاردهی سوسپانسیون خمیرکاغذ با AKD در سطوح 0، 5/0، 1 و 5/1 درصد برمبنای وزن خشک خمیرکاغذ در pH خنثی (7 ) مطابق استاندارد TAPPI اعمال شد. سپس با تهیه کاغذهای با گراماژ g/m2 60± 3، آزمون کاب (60 ثانیه) و ویژگی های مختلف آن مورد ارزیابی قرار گرفت. براساس تحلیل آماری نتایج، میزان مصرف تا 1 درصد AKD بر مبنای خشک خمیرکاغذ، سطح بهینه آن برای آهاردهی داخلی الیاف بازیافتی مورد بررسی می باشد. در این سطح AKD، جذب آب از مقدار g/m2 ± 7 4/174 در نمونه کاغذهای بدون آهار به حدود g/m2 ± 1 7/24 در کاغذ آهارشده با AKD کاهش یافت. زاویه تماس قطره آب با سطح کاغذ از 2/35 درجه به 1/109 درجه افزایش یافت. شاخص کششی کاغذ آهارشده با 1 درصد AKD تا حدود N. m/g 01/1± 2/33 باندازه 4/2 واحد نسبت به کاغذ پایه افزایش یافت. بنظر می رسد این پدیده به علت قابلیت AKD در برقراری پیوندهای هیدروژنی باشد که همزمان با ایجاد آبگریزی کاغذ، منجر به توسعه قابلیت پیوندیابی شبکه کاغذ شده است. همچنین تیمار AKD ماتی کاغذ را بطور معنی داری افزایش داده است. این امر را نیز می توان به افزایش ماندگاری پرکننده در بستر فیبری الیاف نسبت داد که منجر به توسعه شکست نور از سطح کاغذ می شود.

در این تحقیق از پسماندهای کلش ساقة برنج به عنوان مادة لیگنوسلولزی تجدیدپذیر برای تولید آئروژل لیگنوسلولزی نانو ساختار استفاده شد. بدین منظور، ابتدا پودر کلش برنج در محلول قلیایی آب – هیدروکسید سدیم تیمار شد و مخلوط حاصل با توالی انجماد – ذوب، تبادل حلال و در آخر با خشک کن انجمادی به آئروژل لیگنوسلولزی تبدیل شد. خواص محصول حاصل شامل دانسیته و میزان تخلخل کل تعیین شد و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی با روش های آنالیز شامل SEM، FTIR، XRD، جذب نیتروژن (BET) و DSC ارزیابی شد. نتایج نشان داد که تیمار قلیایی سبب انحلال و خروج بخش زیادی از مواد ساختاری کلش برنج در جریان ساخت آئروژل می شود که نتیجة آن تولید محصولی با چگالی کم، تخلخل پیوسته، سطح ویژة زیاد و اندازة حفره های نانومتری است. آئروژل حاصل دارای زمینه ای متشکل از ذرات و الیاف به هم پیوسته با ابعادی در مقیاس نانومتر بود که تفاوت زیادی از نظر شیمیایی و فیزیکی با کلش ساقة برنج اولیه داشت.

چوب یک ماده ساختمانی کاملاً طبیعی است، انسان ها از زمانهای بسیار دور ارتباط تنگاتنگی با چوب داشته اند و از نظر روانشناسی سازه های چوبی و کلاً هر وسیله ای که با چوب ساخته می شود به انسان، احساس آرامش می دهد. این پژوهش با هدف بررسی رابطه ی بین رنگ چوب و دکورهای چوب در محل کار و زندگی بر واکنش های عاطفی و روانی افراد انجام شده است. به همین منظور 384 نفر از افرادی ساکن شهر کرج به عنوان گروه نمونه از روش انتخاب تصادفی انتخاب شدند. در این پژوهش از پرسش نامه ی ساخته محقق استفاده شده است. در بخش آمار استنباطی از آزمون هایSPSS شامل آزمون کولموگروف-اسمیرنوف(برای بررسی نرمال بودن داده ها) و آزمون همبستگی استفاده شده است نتایج تحلیل های پژوهش، فرضیه های تحقیق مبنی بر تأثیر گذار بودن رنگ دکور محل زندگی و محل کار بر واکنش های روانی و عاطفی را تأیید نمود.

در این تحقیق امکان ساخت تخته تراشه جهت دار سه لایه از چوب گونه ممرز (Carpinus betulus L. ) مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور تخته های آزمایشگاهی به ضخامت 12 میلیمتر از چوب ممرز، در حالی که جهت تراشه های لایه سطحی در جهت طول تخته و جهت تراشه های لایه میانی عمود بر لایه سطحی بود، با استفاده از دو سطح زمان پرس 6 و 8 دقیقه و سه سطح حرارت پرس180، 200 و220 درجه سانتی گراد ساخته شدند. در کلیه تیمارها، دانسیته تخته ها 7/0 گرم بر سانتی متر مکعب، رطوبت کیک 7 درصد و نوع چسب مصرفی فنل فرمالدئید به میزان 7 درصد وزن خشک چوب بود. خواص مکانیکی و فیزیکی تخته های آزمونی بر پایه ی استاندارد اروپایی (EN 300) جهت تولید تخته تراشه جهت دار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که افزایش زمان پرس اثر معنی داری بر چسبندگی داخلی و همچنین اثر بسیار معنی داری بر واکشیدگی ضخامت 24 ساعت تخته ها داشت. افزایش حرارت پرس نیز اثر معنی داری بر مدول گسیختگی و همچنین اثر بسیار معنی داری بر چسبندگی داخلی و واکشیدگی ضخامت 24 ساعت تخته ها داشت. به طوری که در مجموع بیشترین مقادیر مدول گسیختگی و چسبندگی داخلی و همچنین کمترین واکشیدگی ضخامت 24 ساعت در زمان پرس 8 دقیقه و حرارت پرس 220 درجه سانتی گراد به دست آمد و در این حالت تمامی خصوصیات تخته های تولیدشده بیشتر از حد استاندارد مورد نیاز بود.