این تحقیق با هدف بررسی استفاده از نانو الیاف سلولزی و سیستم های دو ترکیبی نشاسته-نانو سلولز و پلی آکریل آمید-نانو سلولز برای جایگزینی با الیاف بلند شیمیایی وارداتی انجام شده است. در این بررسی خمیر الیاف بلند شیمیایی وارداتی، در 4 سطح به خمیر پنبه اضافه گردید. نانو الیاف سلولزی در سطح 5 درصد، با نشاسته در سطح 1 درصد و با پلی اکریل آمید در سطح 1/0 درصد به خمیر پنبه افزوده شد. نشاسته کاتیونی در سه سطح (5/0، 1 و 5/1 درصد) و پلی آکریل آمید کاتیونی نیز در سه سطح (05/0، 1/0 و 15/0 درصد) نسبت به وزن ماده خشک مصرف شد. از هرکدام از تیمارها، کاغذهای دست ساز 60 گرمی ساخته شد و در نهایت خواص فیزیکی، مکانیکی و نوری کاغذهای ساخته شده حاصل از خمیرکاغذهای مختلف مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش نانوسلولز بصورت منفرد، در مقایسه با الیاف بلند وارداتی، صافی سطح، مقاومت به کشش، ترکیدن، پاره شدن کاغذ افزایش و نفوذپذیری در برابر هوا، مقاومت به تا شدن و ماتی کاغذ کاهش یافت. با افزایش نانوسلولز در ترکیب با پلی آکریل آمید کاتیونی، در مقایسه با الیاف بلند وارداتی، نفوذپذیری در برابر هوا و ماتی کاغذ کاهش و صافی سطح، مقاومت به کشش، ترکیدن، پاره شدن، و تا شدن کاغذ افزایش یافت. با افزایش نانوسلولز در ترکیب با نشاسته کاتیونی، در مقایسه با الیاف بلند وارداتی، صافی سطح، مقاومت به کشش، ترکیدن، تا شدن افزایش ولی ماتی کاغذ کاهش یافت. نتایج FE-SEM نیز نشان داد با افزایش درصد نانوالیاف سلولزی خلل و فرج بسیار کم شد. بطوریکه بر اثر افزودن 5 درصد نانو الیاف سلولزی سطح کاغذ هموارتر شد و منافذ به طور نسبی پرشدند، که نتایج صافی سطح و نفوذپذیری در برابر هوا این گفته را تایید می کند.

مطالعه حاضر با هدف امکان استفاده از خمیر سودای پوست کنف به جای خمیر الیاف بلند وارداتی در بهبود کیفیت کاغذ حاصل از خمیر سودای باگاس انجام پذیرفت. بدین منظور خمیر سودای باگاس با عدد کاپای13.5  (مشابه با عدد کاپای خمیر سودای باگاس کارخانه کاغذ پارس) و خمیر سودای پوست کنف با عدد کاپای 21.6 (مشابه با عدد کاپای خمیر کرافت الیاف بلند وارداتی رنگبری نشده) تهیه گردید. درصد بازده برای خمیرهای سودای باگاس و پوست کنف با اعداد کاپای ذکر شده به ترتیب 48.9 و 55.6 بدست آمد. در این بررسی دمای بیشینه پخت 165 درجه سانتیگراد، قلیاییت 20 درصد بر مبنای هیدروکسید سدیم و نسبت مایع پخت به چوب 8 به 1 در نظرگرفته شد. هر سه خمیر تا درجه روانی  ml, CSF400 پالایش گردیدند.با مقادیر اختلاط 0، 10، 20 و 30 درصد از خمیر الیاف بلند وارداتی و خمیر سودای پوست کنف با 100، 90، 80 و 70 درصد خمیر سودای باگاس کاغذهای دست ساز تهیه گردید. در درصدهای اختلاط یکسان، کاغذهای حاصل از اختلاط خمیر پوست کنف با خمیر باگاس ضخامت بیشتری از کاغذهای حاصل از اختلاط خمیر الیاف بلند وارداتی با خمیر باگاس داشتند. تفاوت در مقادیر شاخص مقاومت به ترکیدگی و طول پاره شدن کاغذهای حاصل از اختلاط 30% خمیر سودای پوست کنف و خمیر سودای باگاس با کاغذهای حاصل از اختلاط 30% خمیر کرافت الیاف بلند وارداتی و خمیر سودای باگاس معنی دار نبود. مقاومت به پارگی و ماتی کاغذهای حاصل از اختلاط 30% خمیر سودای پوست کنف با 70% خمیر سودای باگاس به مراتب از خمیرهای حاصل از خمیر الیاف بلند وارداتی و سودای باگاس با همان درصد اختلاط بیشتر بود. بنابراین، خمیر سودای پوست کنف می تواند جایگزین مناسبی برای خمیر الیاف بلند وارداتی جهت بهبود ویژگی های فیزیکی و مقاومتی کاغذهای حاصل از خمیر سودای باگاس باشد.

تامین چوب مورد نیاز صنایع خمیر کاغذ کشور، بدلیل تخریب و کاهش سطح جنگل ها و عدم توسعه جنگل کاری ها و نیز مشکلات تامین ارز مورد نیاز برای واردات خمیر کاغذ شیمیایی الیاف بلند، با محدودیت هایی مواجه است. با عنایت به توسعه کشت نیشکر در جنوب ایران و با توجه به نتایج مطالعات انجام شده در مقیاس جهانی در خصوص استفاده از باگاس در تولید کاغذ روزنامه، امکان استفاده از خمیر شیمیایی باگاس در ترکیب خمیر کاغذ CMP چوب پهن برگان برای تولید کاغذ روزنامه در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. خمیر کاغذ شیمیایی سودای باگاس با بازده حدود 47 درصد که در شرایط بهینه آزمایشگاهی تولید شده است. تا شفافیت حدود 60 درصد با استفاده از یک مرحله پراکسید هیدروژن رنگبری گردید. تاثیر درجات مختلف اختلاط خمیر کاغذ باگاس تا 30 درصد در ترکیب خمیر CMP تولید شده در صنایع چوب و کاغذ مازندران (با و بدون استفاده از خمیر الیاف بلند وارداتی) بر روی ویژگی های کاغذ حاصله بررسی شد. نتایج نشان داده است که، کاغذ حاصل از اختلاط تا 30 درصد خمیر کاغذ شیمیایی باگاس در ترکیب با خمیر کاغذ CMP پهن برگان، دارای ویژگی های مقاومتی بهتر و مطلوب تر از ترکیب اصلی کارخانه (83 درصد خمیر کاغذ CMP پهن برگان و 17 درصد خمیر الیاف بلند وارداتی) بوده است. به عبارت دیگر، در صورت استفاده از خمیر شیمیایی باگاس در ترکیب خمیر CMP پهن برگان، نه تنها تولید کاغذ روزنامه با کیفیت قابل قبول امکان پذیر می باشد، بلکه در این صورت در مصرف خمیر کاغذ CMP ساخته شده از پهن برگان بومی و در نتیجه، در مصرف چوب پهن برگان و نیز خمیر کاغذ الیاف بلند وارداتی، کاهش و صرفه جویی قابل توجهی ایجاد خواهد شد.

در این پژوهش، اثرات پالایش جداگانه و مخلوط خمیرهای CMP داخلی ممرز و الیاف بلند وارداتی بر ویژگی های کاغذهای تهیه شده از آن ها در دو حالت جداگانه مطالعه و ارزیابی شد. در حالت اول، خمیر CMP ممرز برای رسیدن به درجه روانی بین 250- 400 CSF (261، 309، 362، و 410) و خمیر الیاف بلند برای رسیدن به درجه روانی بین 400- 600 CSF (410، 474، 530، و 590) به صورت جداگانه توسط دستگاه PFI پالایش شدند. سپس خمیرهای یاد شده با نسبت 20.80 با هم مخلوط شده و از هر کدام به تعداد کافی کاغذ دست ساز ساخته شده و ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و نوری آن ها اندازه گیری شد. در حالت دوم، مقادیر درجه روانی مخلوط خمیرها در هر دسته (261 ممرز و 410 الیاف بلند، 309 ممرز و 474 الیاف بلند، 362 ممرز و 530 الیاف بلند، 410 ممرز و 590 الیاف بلند) به دست آمده از حالت اول محاسبه شده و سپس با پالایش مخلوط خمیرها، درجه روانی آن ها به درجه روانی محاسبه شده برای هر دسته رسانده شد. از هر یک از مخلوط های به دست آمده، کاغذهای دست ساز ساخته شده و ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و نوری آن ها اندازه گیری شد. مقایسه نتایج به دست آمده نشان داد که بین ویژگی های کاغذهای ساخته شده در دو حالت پالایش جداگانه و مخلوط خمیرها، اختلاف معنی دار آماری در سطح 1 درصد خطای آزمایش، وجود ندارد. با این وجود، استفاده از دورهای بیش تر برای پالایش خمیرها سبب بهبود ویژگی های کاغذها شد. از سوی دیگر، مشاهده شد که پالایش خمیرها به صورت مخلوط، در مقایسه با پالایش جداگانه آن ها، سبب صرفه جویی در مصرف انرژی پالایش شده و بنابراین فرآیند پالایش مخلوط خمیرها توصیه می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این تحقیق بازیافت کاغذهای چاپ باطله شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر درجات مختلف اختلاط خمیرهای جوهرزدایی شده از کاغذهای باطله شیمیایی با خمیر CMP کارخانه چوب و کاغذ مازندران جهت تولید کاغذ چاپ مطالعه گردید. نتایج آزمون های جوهرزدایی نشان داد که علاوه بر تاثیر مواد شیمیایی، درجه حرارت و زمان خمیرسازی اثر مستقیمی بر میزان روشنی خمیر جوهرزدایی شده داشته، به نحوی که با افزایش درجه حرارت یا زمان خمیرسازی و یا هر دو، میزان روشنی خمیر کاغذ جوهرزدایی شده افزایش می یابد. همچنین در صورت اختلاط خمیر کاغذ جوهرزدایی شده با خمیر CMP، روشنی و ماتی کاغذ افزایش می یابد. اختلاط خمیر کاغذ جوهرزدایی شده با خمیر CMP تغییرات کمی در خواص فیزیکی کاغذ ایجاد نمود، در حالی که مقاومت های مکانیکی کاغذ کاهش یافت. در صورت استفاده از 10 درصد خمیر الیاف بلند وارداتی به همراه خمیر جوهرزدایی شده و خمیر CMP مقاومت های مکانیکی کاغذ به کاغذ شاهد (75درصد خمیر CMP و 25 درصد خمیر الیاف بلند وارداتی) نزدیک شد. بهترین ترکیب خمیر کاغذ شاملCMP  60 درصد،WFP  30 درصد وL.F  10 درصد به دست آمد. این به معنای کاهش مصرف خمیر CMP و خمیر الیاف بلند وارداتی به میزان 15 درصد برای هر کدام از آنها خواهد بود. به عبارت دیگر 30 درصد خمیر WFP می تواند جایگزین خمیر های CMP و الیاف بلند وارداتی گردد. علاوه بر آن شرایط بهینه جوهرزدایی به این شرح تعیین گردید: هیدروکسید سدیم: 2 درصد بر مبنای وزن خشک الیاف، زمان خمیرسازی: 10دقیقه، درجه حرارت خمیرسازی: 65 درجه سانتی گراد.

شرایط استاندارد صنعتی (چوب و کاغذ مازندران) و خمیر DIP مخلوط کاغذ باطله اداری به روش شناورسازی تهیه شد. بعد از رساندن درجه روانی خمیرهای کاغذ یاد شده به حدود 300، از آن ها در اختلاط با خمیر الیاف بلند وارداتی کاغذهای دست ساز ساخته شد و ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و نوری آن ها اندازه گیری شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش سهم خمیر DIP کاغذهای باطله اداری در مخلوط خمیرها، ویژگی های نوری کاغذ ها بهبودیافته ولی ویژگی های مقاومتی اندکی کاهش نشان دادند. امتیازدهی تیمارهای آزمایشی براساس محاسبه های نرمال سازی نشان داد که کاغذ شامل 80 درصد خمیر CMP سپیدار، 15 درصد خمیر مرکب زدایی شده و 5 درصد خمیر الیاف بلند وارداتی دارای بالاترین رتبه و به عبارت دیگر، بهترین شرایط از نظر مجموع ویژگی های کاغذ است و بنابراین استفاده از خمیر DIP مخلوط کاغذهای باطله اداری تا حد 15 درصد در اختلاط با خمیرکاغذ CMP گونه سپیدار به همراه مقدار کمی خمیر الیاف بلند وارداتی منجر به تولید کاغذ روزنامه مناسب شده و توصیه می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

کاغذ با دوام کاغذی است که طی مدت استفاده و در هنگام بایگانی شدن، کیفیت اولیه اش را حفظ نماید. عوامل اصلی تخریب کاغذ شامل آبکافت (هیدرولیز اسیدی)، اکسیداسیون و فرآیندهای فتوشیمیایی هستند. در ساختار کاغذ هر چقدر طول الیاف مورد استفاده بلندتر و یونهای فلزی Fe+3,Fe +2,Cu+2 , Mn+2 و ترکیبات حلقوی حاصل از تخریب لیگنین کمتر باشند، انتظار می رود که کاغذ ساخته شده دارای دوام بیشتری باشد. در این تحقیق از الیاف کرافت رنگبری شده وارداتی اکالیپتوس استفاده گردید. خمیر مورد به وسیله دستگاه PFI mill برای رسیدن به درجه روانی 300±25 به میزان 12000 دور پالایش گردید. سپس کاغذ دست ساز 70 گرمی مطابق آیین نامه شماره C25-65  استاندارد SCAN ساخته شد. در ساخت کاغذ دست ساز از AKD به عنوان عامل آهار دهنده به میزان 2% وزن خشک الیاف و EDTA بعنوان عامل کی لیت کننده در غلظت های 0، 0.25، 0.5 و 0.75 درصد استفاده گردید. برای اطمینان بیشتر از آب یون زدایی شده استفاده گردید. همچنین به میزان 20% از کربنات کلسیم به عنوان عامل پر کننده و قلیای باقی مانده استفاده گردید. سپس نمونه ها تحت تابش نور U.V با طول موج 330 تا 440 نانومتر در فواصل زمانی 0، 10، 20، 30، 40 و 50 ساعت قرار گرفته و پس از آن در شرایط کنترل شده دمایی و رطوبت نسبی قرار گرفتند. در نهایت هر یک از شاخص های مقاومتی با سه تکرار اندازه گیری و به منظور مقایسه میانگین مقاومتهای کاغذهای ساخته شده، آزمون تجزیه واریانس و دانکن استفاده گردید.در بررسی عوامل متغیر (زمان، غلظت EDTA) بر روی طول پاره شدن نمونه ها، عامل زمان تاثیر بسیار معنی داری بر روی طول پاره شدن نمونه ها دارد.در مورد شاخص مقاومت پاره شدن افزایش زمان همواره باعث کاهش این شاخص می گردد و کاهش معنی دار است. افزایش غلظت ماده کی لیت کننده EDTA در بهبود خواص شاخص مقاومت پاره شدن کاملا مشهود است.در مورد شاخص مقاومت به تا شدن افزایش زمان همواره باعث کاهش مقاومت به تا شدن می گردد و این کاهش معنی دار است. در بررسی سطوح مختلف ماده کی لیت کننده EDTA مشخص است که میانگین تاثیر این ماده در بهبود خواص مقاومت به تا شدن در غلظت های صفر درصد تا 0.75 درصد در سه سطح مختلف قرار داشته و دارای تفاوت معنی دار می باشد.در مورد شاخص مقاومت به ترکیدن عامل زمان، تاثیر بسیار معنی داری بر روی این شاخص دارد. افزایش زمان همواره باعث کاهش شاخص مقاومت به ترکیدن می گردد و این کاهش کاملا معنی دار است.در مورد شاخص مقاومت به کشش، افزایش زمان همواره باعث کاهش این شاخص می گردد. و در 6 سطح قرار می گیرند.

این تحقیق به منظور جایگزینی خمیرکاغذ الیاف بلند شیمیایی وارداتی با افزودن نانوالیاف لیگنوسلولزی (NLCF) و سیستم های دوترکیبی نانونشاسته ی کاتیونی و نانوپلی آکریل آمید کاتیونی (CPAM) به خمیرکاغذ تهیه شده از ضایعات لیفی پنبه (زیرشانه) برای تهیه ی کاغذهای بادوام انجام گرفت. خمیرکاغذ شیمیایی وارداتی در سه سطح 10، 20 و 30 درصد، NLCF در سطح 5 درصد و همراه با نشاسته ی کاتیونی در سطح 1 درصد یا همراه با CPAM در سطح 1/0درصد به خمیرکاغذ زیرشانه افزوده شدند. همچنین نشاسته و CPAM در سه سطح به صورت مجزا در خمیرکاغذ زیرشانه استفاده شدند. کاغذهای دست ساز 60 گرمی از 13 ترکیب خمیرکاغذ ساخته شدند و خواص فیزیکی، مکانیکی و نوری آنها طبق استاندارد اندازه گیری شد. براساس نتایج، افزودن 1 درصد نشاسته ی کاتیونی به خمیرکاغذ زیرشانه می تواند خواص مناسبی (به جز زردی کاغذ) را نسبت به استفاده از الیاف بلند به دست دهد. همچنین افزودن NLCF رنگبری نشده موجب افت روشنی و افزایش زردی کاغذها شده و در مقایسه با افزودن خمیرکاغذ الیاف بلند، موجب کاهش مقاومت به تاخوردگی و صافی کاغذ شده است که ممکن است به دلیل تجمع ذرات نانو در سطح کاغذ طبق عکس های میکروسکوپ روبشی باشد. افزودن 05/0 درصد CPAM به جز مقاومت به تاخوردگی، در مقایسه با استفاده از خمیرکاغذ الیاف بلند در خمیرکاغذ ضایعات لیفی پنبه، سبب بهبود خواص کاغذ شد. پراکنش ذرات در سیستم دوترکیبی نانونشاسته ی کاتیونی تا حدودی بهبود یافت که موجب بهبود مقاومت های کاغذ نسبت به افزودن NLCF و نیز نانو-CPAM در خمیرکاغذ زیرشانه شد.