توليد كربوكسي متيل سلولز (CMC) از خميركاغذهاي رنگبري شده باگاس و جوهرزدائي شده كاغذهاي باطله مخلوط اداري: شناسائي و مقايسه ويژگي ها

Carboxymethyl Cellulose (CMC) Preparation from Mixed Office Wastepaper Deinked and Bleached Bagasse pulps: Characterization and Comparison

خمير رنگبري شده سوداي باگاس به عنوان الياف غيرچوبي و خمير جوهرزدائي شده كاغذهاي باطله مخلوط اداري (DIP) به عنوان الياف بازيافتي، در محيط قليايي و با استفاده از مونوكلرو استيك اسيد (MCA) به عنوان عامل اتري ساز و تحت شرايط مشخصي؛ كربوكسي متيل دار شدند. تركيب شيميايي خميرها مشتمل بر ميزان آلفاسلولز، همي سلولز، ليگنين، مواد استخراجي و خاكستر، ظرفيت نگهداري آب، گرانروي ذاتي، ميزان گروه هاي كربوكسيل و pH تعيين گرديد. ميزان آلفاسلولز به عنوان مهمترين ويژگي مشتق سازي در خمير DIP %66/84 و در خمير باگاس %33/71 و تركيبات غيرپلي ساكاريدي (شامل ليگنين، مواد استخراجي و خاكستر) در خمير DIP %92/5 و در خمير باگاس %36/2 اندازه گيري شد. كربوكسي متيل دار كردن سلولز انجام و درجه جايگزيني (DS)، گرانروي، خلوص، pH و بازده CMC توليدي نيز تعيين و وابسته به منشا خمير سلولزي تشخيص داده شد. ويسكوزيته و خلوص CMC توليدي از خمير DIP (به ترتيب981 سانتي پوآز و 93%) بيشتر از CMC توليدي از خمير باگاس (به ترتيب680 سانتي پوآز و %33/87) اندازه گيري شد كه به ميزان بالاتر آلفاسلولز آن نسبت داده شد. در حاليكه بازده و DS در CMC توليدي از خمير باگاس (به ترتيب %8/168 و 57/0) در مقايسه با CMC توليدي از خمير DIP (به ترتيب %155و 45/0) بالاتر ارزيابي گرديد، كه از درجه كريستاليته و جرم مولكولي پائين تر تركيبات باگاس نشات مي گيرد و منجر به ورود و جايگزين شدن بيشتر گروه هاي كربوكسيلي مي گردد. در مجموع، منابع خميرهاي سلولزي بومي مي توانند به عنوان گزينه هاي ممكن و در دسترس براي توليد مشتقات سلولزي مدنظر قرارگرفته و منجر به حل مشكلات ناشي از كمبود منابع الياف گردد.

Carboxymethyl cellulose (CMC), one of the most important cellulose derivatives, is widely and increasingly used in industries as emulsifier, stabilizer, disperser, thickener, and gelling agent. The main raw material of the cellulose derivative is cellulose from wood and cotton linter. However, lack of the fiber resources, especially in Iran, gradually grown interest on other available fiber resources such as agricultural waste and recycled fibers, as alternative cellulose resources. Bagasse pulp as a nonwood fiber and mixed office wastepaper deinked pulp as a recycled fiber were carboxymethylated in aqueous alkaline medium using mono chloro acetic acid (MCA) as etherifying agent under identical conditions. Then, this paper explores the production feasibility of carboxymethylcellulose (CMC) from the unusual pulps combined with the comparison. The chemical composition of the pulps were determined; include αcellulose, hemicellulose, lignin, extractives and ash content, water retention value, intrinsic viscosity, carboxyl group and pH. αcellulose content as the most important character of the derivatization was 84.66% in DIP and 71.33% in bagasse pulp. DIP nonpolysaccharide compound (lignin, Ext. and ash) was 5.92% compared to 2.36% for bagasse pulp. Cellulose carboxymethylated were done and the degree of substitution (DS), viscosity, purity, pH and yield of the prepared CMC was also determined and found to be dependent upon the source of the cellulose pulp. Viscosity and purity were higher in CMC produced from DIP (981 cPs and 93%, resp.) compared to the bagasse pulp (680 cPs and 87.33% resp.), which is attributed to its originally higher αcellulose content. Yield and D.S were higher in CMC prepared from bagasse (168.8% and 0.57 resp.) compared to DIP (155% and 0.45 resp.), which are originated from lower crystallinity and molecular mass compound in bagasse, resulted in higher substitution of carboxymethyl groups.