پديد آورندگان :
خسرواني، امير دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده منابع طبيعي , مهرانفر، اميرحسين دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده منابع طبيعي , رحماني نيا، مهدي دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده منابع طبيعي
كليدواژه :
درجه جايگزيني , قابليت آبگيري , ماندگاري , مواد افزودني كاغذ , نانوسيليكا , نشاسته كاتيوني
چكيده فارسي :
نشاستۀ كاتيوني به‌طور گسترده‌اي به‌همراه انواع نانوذرات معدني مانند نانوسيليكا در پايانۀ تر كاغذسازي كاربرد دارد. در اين مطالعه تلاش شد تا اثر درجۀ جايگزيني‌هاي نشاستۀ كاتيوني (018/0 و 045/0) در سيستم نانوذرۀ حاوي نانوسيليكا در خمير بازيافتي حاصل از كارتن‌هاي كنگره‌اي كهنه بررسي شود. در ابتدا به‌منظور بررسي ويژگي‌هاي نانوذرات، شكل، اندازه و پراكنش ابعاد ذرات نانوسيليكاسل مصرفي، با استفاده از ميكروسكوپ نيروي اتمي و نيز ميكروسكوپ الكتروني عبوري مطالعه شد كه ميانگين ابعاد نانوذرات كمتر از 50 نانومتر اندازه‌گيري شد. همچنين، در بررسي شاخص‌هاي فرايندي در توليد كاغذ، نتايج نشان از تعامل و اثرگذاري بيشتر نشاستۀ كاتيوني با درجۀ جايگزيني زياد به‌همراه نانوذرات سيليكا دارد، به‌نحوي كه با استفاده از نشاستۀ كاتيوني با درجۀ جايگزيني 045/0، قابليت آبگيري از 300 ميلي‌ليتر (CSF) در نمونۀ شاهد به حدود 560 ميلي‌ليتر (CSF) افزايش يافت. به‌علاوه، با توجه به اينكه ويژگي پيوند دروني كاغذ، شاخص مناسبي از كارايي نشاسته است، اثر درجۀ جايگزيني نشاستۀ كاتيوني در اين ويژگي مقاومتي مشهودتر بود. چنانكه با استفاده از نشاستۀ كاتيوني با درجۀ جايگزيني زياد، مقاومت دروني كاغذ نسبت به شاهد به بيش از دوبرابر افزايش يافت. از سوي ديگر، هرچند به‌طور كلي در فرايند جذب نشاستۀ كاتيوني، به لحاظ الكتروسينتيكي، معكوس شدن بار عمومي سيستم كاغذسازي به‌عنوان يك عامل محدودكننده در استفاده از نشاستۀ كاتيوني با DS زياد است، اما نتايج نشان داد در توليد كاغذ بازيافتي از كارتن‌هاي كنگره‌اي كهنه، استفاده از نشاستۀ كاتيوني با DS زياد مؤثرتر بوده است.
چكيده لاتين :
Cationic starch has been widely used with various mineral nanoparticles such as nanosilica, in wet-end of papermaking. This study was aimed to study the effect of cationic starch with different degrees of substitution (DS: 0.018 and 0.045) in nanoparticle containing system with nanosilica, in recycled OCC pulp. In this respect, initially, to study the shape and dimensions of nanosilica sol particles, atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM) was used; thereby the average size of nanosilica sols were measured less than 50 nm. Moreover, in order to study the papermaking process parameters, the results revealed that high DS cationic starch (0.045) resulted more effective interactions with silica nanoparticles, so that, an increase in drainability of the furnish from 300 ml CSF for blank sample to about 560 ml CSF, was observed. In addition, as the internal bonding strength of paper can be a proper indicator of the starch performance, the effect of cationic starch DS was more prominent in the case of this strength index; such that, following application of high DS cationic starch, the internal bonding strength was raised more than twice as much. On the other hand, generally, although, due to electro-kinetics of cationic starch adsorption, reversing the charge of the whole paper-making system can be as a limiting factor for application of high DS cationic starch, but, in OCC recycling production lines, application of high DS cationic starch was much more effective.
