| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,829 |
| تعداد مقالات | 32,098 |
| تعداد مشاهده مقاله | 40,862,887 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,112,461 |
تحلیل نحوه جذب، پیکره‌بندی و عملکرد پلی الکترولیت کایتوزان در خمیرکاغذ با استفاده از تکنیک الیپسومتری | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقاله 32، دوره 34، شماره 4 - شماره پیاپی 69، بهمن 1398، صفحه 535-546 اصل مقاله (1.63 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2020.128742.1588 | ||
| نویسندگان | ||
| نرگس رمضانی1؛ امیر خسروانی* 2؛ حمیدرضا رودی3 | ||
| 1دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران، ایران. | ||
| 2عضو هیات علمی - دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 3استادیار/دانشگاه شهید بهشتی | ||
| چکیده | ||
| DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.535.69.4.1578.1610 کایتوزان یکی از بیوپلیمرهایی است که دارای ویژگی‌های منحصر به‌فردی می‌باشد و اخیراً در کاربردهایی نظیر کاغذسازی مورد توجه قرار گرفته است. این پلیمر در شرایط اسیدی محلول بوده و قابلیت اثرگذاری به عنوان یک پلی‌الکترولیت در شرایط کلوییدی خمیرکاغذ را داراست. در حالی که بر اساس مطالعات انجام‌شده، کارایی این پلی‌الکترولیت در بهبود قابلیت آبگیری، ماندگاری و حتی ویژگی‌های مقاومتی در شرایط قلیایی بهتر بوده است. لذا در این تحقیق، عملکرد کایتوزان در شرایط مختلف مورد مطالعه قرار گرفت و سعی شد نتایج حاصله با استفاده از مدل ویفر سیلیکونی، تکنیک الیپسومتری و برپایه تفسیر فرآیند جذب سطحی و نحوه‌ی قرارگیری کایتوزان مورد بررسی قرار گیرد. به همین منظور، الیاف کرافت سفیدشده سوزنی‌برگان تا درجه روانی کانادایی 300 میلی‌لیتر پالایش گردید و پس از افزودن کایتوزان و نیز نانوسیلیکا در pH مختلف، فاکتورهای درجه روانی و ماندگاری مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج این تحقیق تأیید نمود که پلی‌الکترولیت کایتوزان به تنهایی و نیز همراه نانوسیلیکا در pH قلیایی عملکرد مناسبی را در افزایش آبگیری و ماندگاری نسبت به سایر سطوح pH از خود نشان داد. اما در آزمون درجه‌ی روانی در pH اسیدی، افزودن کایتوزان به‌همراه نانوسیلیکا موجب کاهش آبگیری گردید و در آزمون ماندگاری نرمه در pHهای خنثی و اسیدی اثر قابل ملاحظه‌ای مشاهده نشد. در ادامه به منظور تفسیر این مشاهدات و توجیه چگونگی رفتار پلی‌الکترولیت کایتوزان، داده‌های حاصل از تکنیک الیپسومتری برای بررسی نحوه قرارگیری و ضخامت لایه جذب شده کایتوزان مورد بررسی قرار گرفت که نشان‌دهنده ضخامت بیشتر لایه پلیمری جذب شده در شرایط قلیایی و بنابراین امکان تشکیل دم و مارپیچ گسترده‌تر در محیط و قابلیت تأثیرگذاری بیشتر فراتر از لایه دوگانه الکتریکی بوده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| الیپسومتری؛ پلی الکترولیت؛ کایتوزان؛ کلویید؛ جذب سطحی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation on adsorption, configuration and performance of chitosan polyelectrolyte in pulp slurry by ellipsometry technique | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Narges Ramezani1؛ Amir Khosravani2؛ Hamidreza Rudi3 | ||
| 1MSc, Wood and Paper Science and Technology Department, Natural Resources Faculty, Tarbiat Modarres University, Noor, Mazandaran, Iran | ||
| 2Tarbiat Modares University | ||
| 3Assistant Prof., Shahid Beheshti University | ||
| چکیده [English] | ||
| Chitosan is one of the biopolymers which possesses unique properties and has been recently considered in various applications such as paper-making. This polymer is soluble in acidic conditions and has the potential to act as a polyelectrolyte under the colloidal condition in the pulp. However, according to the studies, the capability of this polyelectrolyte was better in alkaline condition, in improving the drainage, retention and even strength properties of paper. Therefore, in this study, the performance of chitosan was studied in different conditions and the results were investigated based on the interpretation of the adsorption process and chitosan configuration using silicon wafer model and ellipsometry technique. For this purpose, bleached kraft softwood fibers were refined to a Canadian standard freeness of 300 ml and after addition of chitosan and nano-silica at different pH levels, freeness and fines retention parameters were evaluated. The results of this study confirmed that chitosan polyelectrolyte showed a good performance in increasing drainage and retention at alkaline pH, compared to the other pH levels, lonely and with the addition of nano silica. However in freenes test at acidic pH, the addition of chitosan along with nanosilica reduced the drainage, and no significant effect was observed at neutral and acidic pHs in the case of fine retentions. In order to interpret these observations and to ratiocinate the behavior of chitosan polyelectrolyte, the data obtained from the ellipsometry technique was investigated to determine the configuration and the thickness of the adsorbed chitosan layer which showed a higher thickness of the polymeric adsorbed layer at alkaline pH, and thus, the possibility of the longer tail and loops configurations in the environment and more effective interractions beyond the electrical double layer. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Ellipsometry, Polyelectrolyte, Chitosan, Colloid, Adsorption | ||
| مراجع | ||
|
-Amiri, E., Rahmaninia, M. and Khosravani, A., 2019. Effect of chaitosan molecular weight on the performance of chitosan-silica nanoparticle system in recycled pulp. BioResources, 14(4): 7687-7701. -Bhattarai, A., 2008. Electrical conductivity of a semidilute polyelectrolyte in mixed solvent media. Nepal Journal of Science and Technology, 9: 163-170. -Cao, Q. and Bachmann, M., 2013. Polyelectrolyte adsorption on an oppositely charged spherical polyelectrolyte brush. Soft Matter, 9(20): 5087-5098. -Hubbe, M.A., 2005. Microparticle programs for drainage and retention: 1-36. In: Rodriguez, J.M., (Ed.). Micro and Nanoparticles in Papermaking. TAPPI Press, Atlanta, 197p. -Hubbe, M.A., Nanko, H. and McNeal, M.R., 2009. Retention aid polymer interactions with cellulosic surfaces and suspensions: A review. BioResources, 4(2): 850-906. -Horvath, A.E., Lindström, T. and Laine, J., 2006. On the indirect polyelectrolyte titration of cellulosic fibers. Conditions for charge stoichiometry and comparison with ESCA. Langmuir, 22(2): 824-830. -Khosravani, A., Latibari, A.J., Mirshokraei, S.A., Rahmaninia, M. and Mohammad Nazhad, M., 2010. Studying the effect of cationic starch-anionic nanosilica system on retention and drainage. BioResources, 5(2): 939-950. -Kumar, M.N.R., 2000. A review of chitin and chitosan applications. Reactive and functional polymers, 46(1): 1-27. -Laleg, M. and Pikulik, I.I., 1992. Strengthening of mechanical pulp webs by chitosan. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 199(4): 174- 180. -Lehmann, D., Seidel, F. and Zahn, D.R., 2014. Thin films with high surface roughness: thickness and dielectric function analysis using spectroscopic ellipsometry. SpringerPlus, 3: 82. doi: 10.1186/2193-1801-3-82 -Luo, Y. and Wang, Q., 2014. Recent development of chitosan-based polyelectrolyte complexes with natural polysaccharides for drug delivery. International Journal of Biological Macromolecules, 64: 353-367. -Montiel‐González, Z., Luna‐Bárcenas, G. and Mendoza‐Galván, A., 2008. Thermal behaviour of chitosan and chitin thin films studied by spectroscopic ellipsometry. Physica Status Solidi (c), 5(5): 1434-1437. -Mykhaylyk, T.A., Dmitruk, N.L., Evans, S.D., Hamley, I.W. and Henderson, J.R., 2007. Comparative characterisation by atomic force microscopy and ellipsometry of soft and solid thin films. Surface and Interface Analysis, 39(7): 575-581. -Myllytie, P., Salmi, J. and Laine, J., 2009. The influence of pH on the adsorption and interaction of chitosan with cellulose. BioResources, 4(4): 1647-1662. -Nicu, R., Bobu, E. and Desbrieres, J., 2011. Chitosan as cationic polyelectrolyte in wet-end papermaking systems. Cellulose Chemistry and Technology, 45(1): 105-111. -Nicu, R., Bobu, E., Miranda, R. and Blanco, A., 2012. Flocculation efficiency of chitosan for papermaking applications. BioResources, 8(1): 768-784. -Poksinski, M. and Arwin, H., 2003. In situ monitoring of metal surfaces exposed to milk using total internal reflection ellipsometry. Sensors and Actuators B: Chemical, 94(3): 247-252. - Sabazoodkhiz, R., Rahmaninia M. and Ramezani, O., 2017. Interaction of chitosan biopolymer with silica nano-particle as a novel retention/drainage and reinforcement aid in recycled cellulosic fibers, Cellulose, 24: 3433–3444. -Samoshina, Y., Nylander, T., Shubin, V., Bauer, R. and Eskilsson, K., 2005. Equilibrium aspects of polycation adsorption on silica surface: how the adsorbed layer responds to changes in bulk solution. Langmuir, 21(13): 5872-5881. -TAPPI T 205 om-88, 2002. Forming handsheets for physical tests of pulp. TAPPI Press, Atlanta. -TAPPI T 227 om-04, 2002. Freeness of pulp (Canadian standard method). TAPPI Press, Atlanta. -Van de Steeg, H.G., Cohen Stuart, M.A., De Keizer, A. and Bijsterbosch, B.H., 1992. Polyelectrolyte adsorption: a subtle balance of forces. Langmuir, 8(10): 2538-2546. -Wagberg, L., 2000. Polyelectrolyte adsorption onto cellulose fibres-A review. Nordic Pulp & Paper Research Journal, 15(5): 586-597. -Wågberg, L. and Hägglund, R., 2001. Kinetics of polyelectrolyte adsorption on cellulosic fibers. Langmuir, 17(4): 1096-1103. -Wang, F. and Hubbe, M.A., 2002. Charge properties of fibers in the paper mill environment. 1. Effect of electrical conductivity. Journal of Pulp and Paper Science, 28(10): 347-353. -Winkler, R.G. and Cherstvy, A.G., 2013. Strong and Weak Polyelectrolyte Adsorption onto Oppositely Charged Curved Surfaces: 1-56. In: Müller M., (Ed.). Polyelectrolyte Complexes in the Dispersed and Solid State I. Springer Berlin Heidelberg. -Xie, F., Lu, H., Nylander, T., Wagberg, L. and Forsman, J., 2016. Theoretical and experimental investigations of polyelectrolyte adsorption dependence on molecular weight. Langmuir, 32(23): 5721-5730. -Yousefhashemi, S.M., Khosravani, A., Yousefi, H., 2019. Isolation of lignocellulose nanofiber from recycled old corrugated container and its interaction with cationicstarch-nanosilica combination to make paperboard. Cellulose, 26: 7207-7221. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 324 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 310 |
||