بهبود مقاومت لايه تر و خشك كاغذ حاصل از خميركاغذ شيميايي- مكانيكي با استفاده از پلي آميد اپي كلروهيدرين و نانوالياف سلولزي در مقايسه با خميركاغذ كرافت الياف بلند وارداتي

Improvement of wet and dry layer strengths of paper from chemi-mechanical pulp using polyamide epichlorohydrin and cellulose nanofibers vs imported long fiber Kraft pulp

مقاومت كششي لايه تر كاغذ هنگام توليد در تناوب پارگي و قابليت حركت آن در ماشين كاغذ تاثير دارد. در اين پژوهش، امكان استفاده از نانوالياف سلولزي (NFC) و پلي آميداپي كلروهيدرين (PAE) در مقايسه با خميركاغذ كرافت الياف بلند وارداتي (LF) براي بهبود خواص استحكامي لايه تر و ورق خشك كاغذ هاي دست ساز حاصل از خميركاغذ شيميايي- مكانيكي (CMP) مورد بررسي قرار گرفت. خواص استحكامي لايه تر كاغذهاي هرگز خشك نشده با 35 درصد خشكي و كاغذهاي هوا - خشك، از طريق آماده سازي سوسپانسيون خميركاغذ با افزودن 0 و 20 درصد كربنات كلسيم رسوبي، NFC (در 2 سطح 2 و 3 درصد)، PAE (در 3 سطح 0/5 ، 0/7 و 1 درصد) و 20 درصد LF مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين اثر تيمارهاي حرارتي بر لايه تر كاغذهاي حاوي 3 درصد NFC و 0/7 درصد PAE در دماهاي 100 و 130 درجه سلسيوس مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد افزودن NFC همراه PAE باعث بهبود در ويژگي هاي استحكامي لايه تر و ورق خشك كاغذها مي شود. در مورد لايه تر كاغذهاي با 35 درصد خشكي، تيمار مربوط به افزودن 3 درصد NFC همراه 1 درصد PAE انرژي جذب كششي (TEA) را 85 درصد افزايش داد اگرچه اين مقدار در حد تاثير استفاده از 20 درصد LF نبود (117 درصد). در مورد كاغذهاي هوا خشك، تيمار مربوط به افزودن 3 درصد NFC و 1 درصد PAE انرژي جذب كششي و مقاومت كششي كاغذ را در مقايسه با تيمار 20 درصد LF به ترتيب 35 درصد و 18 درصد بيشتر بهبود داد. در اثر تيمارهاي حرارتي كاغذهاي حاصل از خميركاغذ حاوي 3 درصد NFC و 0/7 درصد PAE، مقاومت كششي كاغذهاي خشك شده در دماهاي 100 و 130 درجه سلسيوس نسبت به كاغذ بدون تيمار حرارتي به ترتيب 22 و 22/5 درصد افزايش يافت. به طوركلي با توجه به افزايش عملكرد مثبت استفاده از NFC به همراه PAE با اعمال تيمارهاي حرارتي، استفاده توام از 3 درصد NFC و 1 درصد PAE با خميركاغذCMP، قابليت جايگزيني با 15 درصد LF براي بهبود مقاومت لايه تر و ورق خشك كاغذ حاصل از خميركاغذ شيمايي- مكانيكي را مي تواند داشته باشد.

The wet layer tensile strengths of the paper during production affects the frequency of breaking and its runability in the papermachine. In this study, the possibility of using cellulose nanofibers (NFC) and polyamide epichlorohydrin (PAE) vs imported long fiber kraft pulp (LF) was investigated to improve the wet and dry layer strengths of handsheet papers made from chemi-mechanical pulp (CMP). Strength properties of never-dried wet layer of papers with 35% consistency and air-dried papers were evaluated by pulp suspention and addition of 0 and 20% mineral calcium carbonate, NFC (at 2 levels, 2% and 3%), PAE (at 3 levels, 0.5%, 0.7% and 1%) and 20% of LF. Also, the effect of thermal treatments on the wet layer strength of papers containing 3% NFC and 0.7% PAE at 100 and 130 °C tempratures was evaluated. Results showed that the addition of NFC together with PAE improves the wet and dry layer strength properties of papers. In the case of wet layers of papers with 35% consistency, the addition of 3% NFC together with 1% PAE increased the tensile absorption energy (TEA) to 85%, although this was not as effective as using 20% LF (117%). In the case of air-dried papers, addition of 3% NFC and 1% PAE improved the papers TEA and tensile strength by 35% and 18%, respectively compairing with the addition of 20% LF. As a result of thermal treatments at 100 and 130 °C, the tensile strength of dried papers increased to 22 and 22.5%, respectively compared with the non-thermal treated papers. Overall, due to the positive performance of using NFC and PAE with thermal treatments, the combined use of 3% NFC and 1% PAE in CMP can be replaced by 15% LF to improve wet and dry papers strengths.