عملكرد سامانه بيوپليمري نانو الياف سلولز و كايتوزان بر ويژگي هاي خميركاغذ و كاغذ بازيافتي از كارتن هاي كنگره اي كهنه (OCC)

Performance of Nano Fibrillated Cellulose (NFC) and Chitosan Biopolymeric System on Recycled Pulp and Paper Properties of Old Corrugated Containers (OCC)

استفاده از مواد افزودني مقاومت خشك راهكاري پايدار در بهبود ويژگي‌هاي كاغذهاي بازيافتي محسوب شده و كاربرد مواد مبتني بر زيست توده از جنبه‌هاي مختلف فني و زيست محيطي در اين زمينه رو به گسترش و حائز برتري است. در راستاي بهبود ويژگي‌هاي مواد، سلولز و كايتوزان به‌عنوان فراوان‌ترين بيوپليمرهاي واجد پتانسيل مزبور، بصورت طبيعي و فراوري‌شده مورد توجه روزافزون پژوهش‌ها قراردارند. نتايج بررسي تاثير منفرد و توام بيوپليمرهاي كايتوزان و نانوالياف سلولزي بر ويژگي‌هاي خميركاغذ و كاغذ بازيافتي نشان‌داد كه بهبود تمامي ويژگي‌هاي مقاومتي و دانسيته كاغذ، آبگيري و ماندگاري خميركاغذ به هنگام شكل‌گيري و كاهش اتلاف مواد در مقايسه با تيمار شاهد قابل دستيابي است. كاربرد منفرد كايتوزان بهبود معني‌دار تمامي ويژگي‌هاي مقاومتي و دانسيته كاغذ، ماندگاري خميركاغذ به هنگام شكل‌گيري و كاهش اتلاف مواد را ايجاد نمود. آبگيري از دوغاب خميركاغذ نيز با حضور كايتوزان بهبود چشمگير و معني‌داري يافته كه البته با افزايش كاربرد، از ميزان بهبود حاصله كاسته ‌شد. بهبودهاي ايجادشده به ماهيت پليمري، شباهت ساختاري و قابليت بالاي پيونديابي كايتوزان با الياف سلولزي تعميم مي‌يابد. نانوالياف سلولزي نيز بصورت كاربرد منفرد منجر به افزايش ماندگاري خميركاغذ، دانسيته، شاخص‌هاي كشش و تركيدن كاغذ؛ كاهش درجه رواني و اتلاف مواد از خميركاغذ و نيز افت شاخص پارگي ‌گرديد. ماهيت آنيوني، سطح ويژه بالا و واجد پتانسيل پيوندهاي هيدروژني سبب اين نتايج گزارش گرديد. كاربرد نانوالياف سلولزي پس از كايتوزان به خميركاغذ به‌عنوان سامانه مركب در پايانه تر كاغذسازي، نه تنها تاثير افزايشي در شاخص‌هاي مقاومتي و دانسيته (به استثناي NFC %15/0) كاغذ بازيافتي نداشته، كاهش مقاومت‌ها را نيز در برخي موارد سبب گرديده‌است. در حالت مركب، ويژگي‌هاي خميركاغذ در مقايسه با كاربرد منفرد كايتوزان دچار نوسان بوده، ليكن نسبت به كاربرد منفرد نانوالياف سلولزي حائز برتري بوده‌است.

Application of dry strength additives is regarded as a sustainable strategy toward improvement of recycle paper properties, and Biobased materials utilization enhanced in this aspect extensively, respecting to different technological and environmental issues. In order to improving products properties, Cellulose and Chitosan as the most abundant biopolymers with unique characteristics, have been focused under ever increasing researches as natural and processed forms. Effects of the biopolymers, chitosan and nano fibrillated cellulose (NFC), individually and combined together on recycled pulp and paper properties showed that density and strength indices of paper (tensile, burst and tear), pulp drainage and retention during sheet formation improved with reduction in the material loss compared to the blank. Chitosan addition caused significant enhancement on all of the strengths, density and pulp retention and also reduction in material loss. Dewatering of the pulp suspension (CSF) was significantly improved by chitosan presence, with decline resulted from the higher addition level. The resulted developments were attributed to polymeric character, structural similarity and high bonding ability of chitosan with cellulosic fibers. Individually addition of NFC produced boost in the pulp retention, paper density, tensile and burst indices and fall in pulp freeness, material loss and tear index. Anionic nature, high specific surface area and hydrogen bonding ability of NFC were ascribed to these. Application of NFC just after chitosan as a complex mechanism in papermaking wet end not only had no increment in density and strength indices of recycled paper (except NFC 0.15%), reduced strengths in some cases. In the complex, the pulp properties were fluctuated compared to chitosan treatment, but were prior compared to nano fibrillated cellulose.