بهبود ویژگی‌های مکانیکی، نوری و ضد‌باکتری کاغذ با استفاده از سلولز نانو‌فیبریله‌شده تیماره شده با نانو ذرات نقره ‏

Abstract

رشد روز افزون مصرف مصنوعات کاغذی نیاز‌های مقاومتی ویژه بالاتر در محصولات جدید، از ‏جمله استفاده از مصنوعات سلولزی در مصارف غیر تحریر مثل محصولات بسته‌بندی و بهداشتی و ‏همچنین بهبود خواصی همچون چاپ پذیری و ...، نیاز به استفاده از روش‌ها و مواد مختلف تقویت ‏کننده ساختار کاغذ را افزایش می‌دهد‎. ‎در صنایع بسته‌بندی هدف‎ ‎از‎ ‎بسته‌بندی‎ ‎مواد‎ ‎غذایی‎ ‎جلوگیری‎ ‎از‎ ‎فساد‎ ‎باکتریایی‎ ‎و‎ ‎از‎ ‎دست‎ ‎رفتن‎ ‎مواد‎ ‎مغذی و‎ ‎در‎ ‎نتیجه،‎ ‎افزایش‎ ‎مدت زمان‎ ‎ماندگاری‎ ‎آن‌ها‎ ‎است. ‏بسته‌بندی مواد غذایی راهکاری حیاتی برای تضمین ایمنی آن‌ها است. در این مقوله یکی از ‏موضوعات مهم، بهداشتی بودن و بهداشتی کردن ماده مورد استفاده در این صنایع است که می‌توان ‏با ایجاد این خاصیت در کاغذ دامنه کاربرد آن را افزایش داد و موارد مصرف جدیدی را برای آن ‏تعریف کرد. در دنیای صنعتی امروز به دلیل ارتقای سطح آگاهی و توقع مصرف‌کننده نسبت به ‏کیفیت، همواره بایستی به دنبال راه حل‌های کارا و سودمند در جهت بهبود کیفیت بود. در حال ‏حاضر فرآیند‌های تکمیلی گسترش چشمگیری یافته‌اند و نقش به‌سزایی در کیفیت محصول دارند‎ ‎‏ ‏امروزه تلاش‌های زیادی به منظور بهبود خواص فیزیکی، مقاومتی و ممانعتی کاغذ‌ها انجام شده که ‏از جملهی آن می‌توان به افزودن مواد افزودنی فیبری چون الیاف بلند سوزنی‌برگان، الیاف نرمه‌ی ‏حاصل از خمیر شیمیایی و مواد افزودنی غیر‌فیبری مانند پرکننده‌ها، عوامل آهاردهی درونی و ‏چسب‌های ویژه خمیر‌کوب از جمله پلیمر‌های طبیعی و مصنوعی نام برد. هدف این تحقیق تولید نانو ‏کامپوزیت سلولز نانو‌فیبریله‌شده/ نانو‌نقره و به کارگیری آن در کاغذ به منظور بهبود همزمان ‏ویژگی‌های مکانیکی و ضد‌باکتری کاغذ می‌باشد. در این پژوهش احیای نانو ذرات نقره در دو سطح ‏مصرفیppm ‎‏ 5 و 10 بر روی سلولز نانو‌فیبریله‌شده با کمک سدیم‌بور‌هیدرید انجام شد و در نهایت ‏نانو کامپوزیت ‏NFC‏/ نانو نقره در سه سطح 5، 10 و 15% وزنی نسبت به وزن کاغذ به منظور بهبود ‏همزمان ویژگی‌های مکانیکی و ضد‌باکتری استفاده شد. نتایج افزایش دانسیته و شاخص مقاومت به ‏ترکیدگی را نشان می‌دهد. همچنین درجه روشنی کاغذ‌های تیمار شده با نانو کامپوزیت ‏NFC‏/ نانو ‏نقره‌ کاهش و شاخص ماتی افزایش یافت. ویژگی‌های‎ ‎ضدباکتریایی بر‎ ‎علیه‎ ‎دو‎ ‎نوع‎ ‎باکتری‎ ‎اشرشیاکلای‎ ‎و‎ ‎استفیلوکوکوس‌اورئوس که به ترتیب نماینده باکتری‌های گرم منفی و گرم مثبت هستند ‏مورد بررسی قرار گرفت.‏‎ ‎نتایج حاکی از آن است که با وجود مقادیر کم نقره در کاغذ‌های تیمار شده ‏مانع رشد باکتری شدند. به منظور هدف جانبی خواص ضد‌باکتری فیلم نانو کامپوزیت ‌‏NFC‏/ نقره و ‏فیلمNFC ‎‏ تیمار شده با نانو ذرات نقره به روش غوطه‌وری در دو سطح نقره مصرفیppm ‎‏ 5 و 10 ‏تهیه شد. نتایج نشان می‌دهد خواص ضد‌باکتری نانو کامپوزیت ‏NFC‏/ نانو نقره به دلیل لایه نشانی ‏نانو ذرات نقره بر روی ‏‎ NFCنسبت به فیلم ‏NFC‏ تیمار شده با نانو ذرات نقره به روش غوطه‌وری ‏بیشتر می‌باشد.‏