سابقه و هدف: می توان با استفاده از الیاف مختلف قابلیت انتقال تنش را در چسب ها تقویت کرد. لذا هدف از این تحقیق بررسی قابلیت تقویت شوندگی رزین اپوکسی با استفاده از نانوالیاف سلولزی و لیگنوسلولزی و مقایسه عملکرد آنها در بهبود ویژگی های رزین خالص می باشد.مواد و روش ها: در این تحقیق پس از اعمال معاوضه حلال به منظورپراکنش بهتر نانوذرات در ماتریکس رزین اپوکسی، این نانوذرات در سه سطح 0.1، 0.2 و 0.3 درصد وزنی رزین اپوکسی به ماتریکس اضافه شدند. سپس مخلوط بدست آمده در قالب فیلم هایی به ضخامت 4 میلیمتر ریخته شده پس از سپری شدن 72 ساعت برای انعقاد، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون های فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت و آزمون های مکانیکی شامل خمش، کشش بودند. همچنین وضعیت پراکنش ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت.یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش درصد نانوذرات تا 0.2 درصد ویژگی های مکانیکی تا 2 برابر بهبود می یابد ولی از 0.2 به 0.3 درصد این ویژگی ها کاهش می یابد. همچنین با افزایش درصد نانوالیاف ویژگی های فیزیکی کاهش یافت. همچنین نتایج حاکی از آن بود که نانو الیاف لیگنوسلولزی در مقایسه با نانوالیاف سلولزی در رابطه با بهبود ویژگی های مکانیکی و فیزیکی قابلیت پایین تری دارند.نتیجه گیری: با توجه به نتایج این تحقیق مشخص شد که با استفاده از مقادیر اندکی از نانو الیاف (0.2 درصد) ویژگی های مکانیکی کامپوزیت را تقریبا به میزان 2 برابر افزایش داد.

در سال های اخیر استفاده از نانو الیاف سلولز جهت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ مورد توجه زیادی قرار گرفته است. اما در این تحقیق، اثر کاربرد نانوالیاف لیگنوسلولزی تهیه شده از ماده اولیه بازیافتی کارتن-های کنگره ای کهنه با استفاده از روش مکانیکی سوپر آسیاب دیسکی بر برخی ویژگی های مقاومتی و پارامترهای فرآیندی تولید مقوا مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر TEM تهیه شده از نانوالیاف نشان داد که ضخامت این نانوالیاف در محدوده 80-10 نانومتر بودند. سپس، مقادیر مختلف نانوالیاف لیگنوسلولزی به روش اختلاط به خمیرکاغذ اضافه شد. در نهایت، ارزیابی مقاومت به کشش مقوای تولیدی نشان داد که افزودن نانوالیاف لیگنوسلولزی به مقدار 5 درصد باعث بیش از 50 درصد افزایش شاخص مقاومت به کشش در مقوای تولیدی گردید. اگرچه افزودن اختلاطی مقادیر زیاد نانوالیاف منجر به کاهش شاخص مقاومت به خمش (سفتی خمشی)، شاخص مقاومت به پاره شدن و به ویژه درجه روانی خمیرکاغذ گردید.

بازیافت کاغذ از جمله فرایندهای صنعتی متداول و ارزشمند در دنیا می باشد. اما در حین این فرایند، بعضی از انواع کاغذهای بازیافتی دچار افت برخی از ویژگی های مقاومتی می شوند. یکی از روش های بهبود این ویژگی ها، استفاده از مواد افزودنی همچون نانوالیاف لیگنوسلولزی می باشد. برخلاف بسیاری از افزودنی ها، به نظر می رسد ساختار فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد این نانوالیاف در پراکنش آن در خمیرکاغذ و عملکرد آن موثر باشد. برای بررسی این مساله، در این تحقیق دو روش اختلاط متداول (با همزن مکانیکی) و شدید (با پراکنده ساز) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش شدت اختلاط سبب پراکنش بهتر نانوالیاف لیگنوسلولزی در سوسپانسیون الیاف می گردد و بر اثر آن شاخص مقاومت به کشش از حدود N.m/g 21 در روش اختلاط متداول به N.m/g 30 در روش اختلاط شدید افزایش یافته است. همچنین از آنجایی که اختلاط نانوالیاف سبب کاهش آبگیری از ورقه الیاف می شود؛ پس از تعیین روش مناسب اختلاط، تأثیر سیستم میکروذره کایتوزان- بنتونیت برای بهبود آبگیری بررسی شد. نتایج نشان داد که سیستم مزبور در این تحقیق توانسته علاوه بر حفظ یا بهبود ویژگی های مقاومتی، باعث افزایش مناسب ویژگی های آبگیری گردد؛ به طوری که آبگیری از حدود ml CSF 132 در روش اختلاط متداول به ml CSF 189 در روش اختلاط شدید رسید.

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.

تیمار سطحی کاغذ و مقوا سابقه طولانی دارد. از طرفی با گسترش بهره­گیری از نانو مواد و استفاده از مواد اولیه تجدیدپذیر زیستی جهت تولید و استفاده از محصولات با ارزش افزوده بالا، روند استفاده از نانوالیاف لیگنوسلولزی تولیدشده از کاغذهای­ بازیافتی کنگره­ای رو به رشد می­باشد. لذا این تحقیق به بررسی اثر استفاده از نانوالیاف لیگنوسلولزی به همراه نشاسته در سطح مقوای لاینر بازیافتی بر بهبود مقاومت به خمش کاغذ تست لاینر پرداخته ­است. به همین منظور، مقادیر مختلف نشاسته (1-8 درصد) و همچنین در اختلاط با نانوالیاف لیگنوسلولزی بر روی سطح مقوای لاینر بازیافتی صنعتی فاقد هرگونه افزودنی اعمال شد. یکی از متغیرهای مهم و محدودکننده، گرانروی اختلاط ماده لیگنوسلولزی با نشاسته بود. هر چند، نتایج نشان داد که با تغییر مقادیر مختلف نشاسته و نانوالیاف لیگنوسلولزی، مقاومت به خمش کاغذ نسبت به نمونه شاهد قابل افزایش می­باشد.

سابقه و هدف: در دو دهه گذشته، نانومواد زیستی پایدار نظیر نانوسلولز و نانوکیتین مورد توجه زیاد محققان جهت تولید محصولات در زمینه های مختلف قرار گرفته است. از جمله خواص بسیار مهم این نانو مواد زیستی می توان به زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری، تجدیدشوندگی، در دسترس بودن ماده اولیه ارزان و فراوان، خواص مکانیکی بالا و همچنین ایمن بودن آن ها اشاره کرد. براساس این خواص کاربردهای متعدد برای این دو نانوپلیمر زیستی ایجاد شده است. یکی از این محصولات، نانوکاغذ است که از طریق ایجاد پیوندهای هیدروژنی بین نانوالیافهای سلولز یا کیتین تشکیل شده و در تولید آن از مواد افزودنی یا چسب استفاده نمی گردد. در سال های اخیر تمرکز بر تولید نانوکاغذ، بهینه سازی ویژگیهای آن و استفاده از آن در ساخت محصولات با تکنولوژی بالا رو به افزایش است. با عنایت به اهمیت فنی و کاربردی نانوسلولز و نانوکیتین و نانوکاغذ تهیه شده از آن ها و نیز لزوم بررسی و ارزیابی هر چه بیش تر این محصولات جهت انجام تحقیقات کاربردی آتی، در این مطالعه در نظر است تا نانوکاغذ نانوالیاف سلولز و نانوالیاف کیتین تشکیل شده و خواص فیزیکی و مکانیکی آن ها با هم مقایسه گردند. مواد و روش ها: برای انجام این مطالعه ژل نانوالیاف سلولز و ژل نانوالیاف کیتین از شرکت نانونوین پلیمر تهیه شد. بعد از تعیین درصد غلظت ژل ها، جهت ساخت نانوکاغذ از ژل نانوالیاف کیتین و ژل نانو الیاف سلولز ابتدا با دستگاه دست ساز فیلتراسیون خلأ نمد اولیه فیلم ها تشکیل شده و سپس با دستگاه آون خلأ به مدت 24 ساعت با دمای 70 درجه سانتی گراد خشک شدند. به منظور بررسی ویژگی های نانوکاغذهای حاصل، از آزمون های مختلف مانند میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM )، شفافیت کیفی و کمی، پراش پرتو ایکس (XRD )، کشش استاتیک و نفوذپذیری به هوا استفاده شد. یافته ها: نتایج نشان داد متوسط قطر نانوسلولز و نانوکیتین به ترتیب 35 و 26 نانومتر بوده است. نانوکاغذ تهیه شده از هر دو نانوساختار کاملاً نسبت به عبور هوا نفوذناپذیر بودند. پیک های XRD نانوسلولز و نانوکیتین کاملاً با یکدیگر متفاوت بوده و درجه کریستالی آن ها به ترتیب 90 و 68 درصد محاسبه شد. مقاومت کششی، مدول یانگ و کرنش نانوکاغذ تهیه شده از نانوکیتین از مقادیر متناظر نانوکاغذ تهیه شده از نانوسلولز بیشتر بودند. نتیجه گیری: نانوسلولز و نانوکیتین از جمله نانوموادی هستند که اغلب ویژگی های مناسب فنی، محیط زیستی و اقتصادی را به طور یک جا در خود دارند. نانوکاغذ تهیه شده از آن ها نیز ویژگی های مناسب فیزیکی و مکانیکی نظیر نفوذناپذیری به هوا، شفافیت و مقاومت بالا از خود نشان داده است لذا بر مبنای این ویژگی ها و روند رو به رشد تحقیقات مرتبط، انتظار می رود در آینده نزدیک کاربردهای وسیع تری در زمینه-های پزشکی، مهندسی پزشکی، صنایع غذایی، کاغذسازی، الکترونیک و مغناطیس و. . . پیدا نماید.

در زندگی امروزه استفاده از مواد تجدیدپذیر جایگزین مواد غیر قابل تجدید شده است. از این رو مواد لیگنوسلولزی که به راحتی توانایی استفاده چند باره را دارند در بین مواد دیگر محبوبیت بیشتری پیدا کرده­اند. از طرف دیگر با پیشرفت تکنولوژی استفاده از نانوالیاف سلولزی تنوع بیشتری نسبت به میکروالیاف سلولزی پیدا کرده است. ساخت فیلم‏های نازک از نانوالیاف به راحتی ساخت کاغذ از میکروالیاف سلولزی نیست و احتیاج به توری با مش بالا برای ممانعت از عبور ذرات نانوالیاف است. البته روش­های جایگزین نیز موجود بوده که بسته به کاربرد نهایی انتخاب و مورد مصرف قرار می‏گیرند. با توجه به چالش­های تهیه فیلم نانوالیاف سلولز در روش­های مختلف، در این مطالعه انواع روش­های ساخت فیلم نانوالیاف همراه مزایا و معایب آنها مورد بررسی قرار گرفته است.

ژلاتین به عنوان یک پلیمر طبیعی و سازگار با بدن، امروزه در مهندسی بافت برای کاربردهای پزشکی بسیار مورد توجه واقع شده است. اگرچه ژلاتین یک پلیمر محلول در آب است ولیکن الکتروریسی محلولهای آبی آن امکان پذیر نمی باشد. با توجه به اینکه ژلاتین در اسید فرمیک حل می شود در این تحقیق از مخلوط اسیدفرمیک و آب به عنوان حلال استفاده شده است و نانوالیاف ژلاتین از محلولهایی با غلظتهای مختلف ژلاتین در نسبتهای متفاوت آب- اسید، متناسب با ولتاژ تعریف شده برای هر محلول الکتروریسی شده اند. مورفولوژی الیاف به کمک میکروسکوپ الکترونی پویشی و تغییرات ساختار شیمیایی توسط FTIR بررسی شد. نتایج الکتروریسی نشان داد که تولید نانوالیاف ژلاتین از محلولهای با نسبت آب کمتر از 95% امکان پذیر بوده است. نتایج حاصل از تصاویر SEM نشان می دهد که که با توجه به نوع محلول قطر نانوالیاف بین 82 تا 277 نانومتر تغییر می نماید. با افزایش نسبت اسید، غلظت ژلاتین و ولتاژ تعداد دانه تسبیحی در الیاف کاهش می یابد. از طرفی با افزایش نسبت اسید و غلظت ژلاتین، قطر الیاف زیاد می شود. نتایج FTIR بیان می کند لایه نانوالیاف ژلاتین نسبت به پودر ژلاتین ساختار منظم تری داشته و نانوالیاف تهیه شده از محلولهای با مقادیر مختلف اسید، تفاوت ساختاری ندارند.