مقایسه اثر نانوذرات سیلیکاسل و بنتونیت بر عملکرد نشاسته کاتیونی به لحاظ قابلیت آبگیری، ماندگاری و ویژگی های مقاومتی کاغذ بازیافتی

Abstract

تولید انواع تست لاینر و فلوتینگ از کارتن‌های کنگره‌ای کهنه، یکی از رایج‌ترین فرآیندهای بازیافت کاغذ در ایران می‌باشد. این نوع کاغذ، دارای وزن پایه زیاد و حاوی مقادیر قابل توجهی قطعات ریز لیفی و غیرلیفی است و لذا معمولا آبگیری از این نوع مقوا و نیز ماندگاری ذرات ریز، از معضلات اینگونه کارخانجات به‌حساب می‌آید. از این‌رو در چنین مواردی استفاده از مواد کمک آبگیری/ماندگاری، مانند سیستم‌های برپایه نانوذرات می‌تواند راهگشا باشد. درهمین ارتباط از رایجترین و پرمصرف‌ترین انواع نانوذرات مورد استفاده در صنعت کاغذ، دو نوع نانوذره سیلیکای‌ کلوییدی و بنتونیت هستند که به همراه پلی الکترولیت‌های کاتیونی در پایانه تر کاغذسازی قابل استفاده می‌باشند. بنابراین در این مطالعه، اثر نانوذرات بنتونیت و سیلیکاسل، بطور مقایسه‌ای، بر عملکرد نشاسته‌کاتیونی به لحاظ قابلیت آبگیری، ماندگاری و ویژگی‌های مقاومتی مقوای حاصل از بازیافت کارتن‌های کنگره-ای کهنه مورد بررسی قرارگرفت. نتایج بررسی ابعاد این دو نوع نانوذره نشان داد، هرچند میانگین ضخامت ورقه‌های بنتونیت (حداکثر 22 نانومتر) از میانگین ابعاد نانوذره کروی سیلیکای کلوییدی (کمتر از 50 نانومتر) کوچکتر بوده است اما به لحاظ شاخص ماندگاری، برخلاف نانوسیلیکا، اثر نانوبنتونیت- نشاسته کاتیونی معنی‌دار نبود. در خصوص قابلیت آبگیری، با افزودن هر دو نوع نانوذره نانوسیلیکا و نانوبنتونیت، این ویژگی بهبود قابل ملاحظه‌ای ( حتی تا مقدار 186% در خصوص نانوسیلیکا) داشته است. از سوی دیگر، استفاده از نشاسته کاتیونی در کاغذ دست‌ساز، سبب بهبود شاخص‌‌های مقاومت به کشش و پاره‌شدن گردید، در حالی‌که این ویژگی‌ها با افزودن نانوذرات، کاهش یافت. همچنین مقاومت پیوند درونی کاغذ، با افزودن نشاسته کاتیونی و نانوسیلیکا افزایش فوق‌العاده‌ای (تا 354%) نشان داد. در نهایت به طور کلی، در خمیر کاغذ OCC، سیستم نشاسته کاتیونی- نانوسیلیکا به لحاظ قابلیت آبگیری، ماندگاری ذرات ریز و همچنین ویژگی‌های مقاومتی، عملکرد بهتری نسبت به سیستم نشاسته کاتیونی- نانوبنتونیت داشته است.