| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شمارهها | 2,789 |
| تعداد مقالات | 31,706 |
| تعداد مشاهده مقاله | 40,193,156 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 17,668,865 |
غوطهوری کاغذ در مومزنبورعسل امولسیونشده با روش اولتراسونیک و بررسی تأثیر آن بر ویژگیهای کاغذ | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 28 مرداد 1403 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2024.366132.1775 | ||
| نویسندگان | ||
| مقدسه اکبری* 1؛ الیاس افرا2؛ محمد رضا دهقانی فیروزآبادی3؛ سید مجید ذبیحزاده4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
| 2دانشیار تکنولوژی خمیروکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، گروه صنایع خمیروکاغذ | ||
| 3دانشیار، گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران | ||
| 4گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: بستهبندیهای پلاستیکی، بهعنوان یکی از مهمترین منابع ایجاد مشکلات زیستمحیطی به دلیل تجزیه کند آن، در نظر گرفته میشود. برای حل این مسئله، مواد زیستی بهدلیل تجزیه سریع و تجدیدپذیری توجه زیادی را به خود جلب کردهاند. در این زمینه، استفاده از الیاف سلولزی در بستهبندی بر پلاستیک ترجیح داده میشود. با اینحال، چالش اصلی استفاده از الیاف سلولزی در تولید بستهبندی، مقاومت ضعیف آن در برابر آب است. این مسئله را میتوان با یک پوشش زیستی مناسب بهبود بخشید که الهامبخش مطالعه فعلی است. هدف از این مطالعه، استفاده از یک روش ساده برای تهیه کاغذ آبگریز با پلیمرزیستی بود که سازگار با محیطزیست است. مواد و روشها: ماده اولیه مورد استفاده برای تهیه کاغذهای دستساز، خمیر کرافت سوزنیبرگان رنگبری شده تهیه شده از کارخانه کاغذ پارس بوده است. درجهروانی خمیرکاغذ با پالایش از 750 میلیلیتر CSF به 350 میلیلیتر CSF کاهش یافت. برای تقویت ویژگیهای مقاومتی، الیاف با کربوکسیمتیلسلولز (CMC) در حضور الکترولیت (CaCl2) تیمار شد. سوسپانسیونی از الیاف سلولزی تیمار نشده (70 درصد) (LF) و تیمار شده باCMC (30 درصد) (MLF)، برای تهیه کاغذ دستساز با گرماژ g/m2 60 مورد استفاده قرار گرفت. برای تهیه امولسیون، مومزنبورعسل با غلظتهای مختلف (1، 5، 10، 15 و 20 درصد) در آب گرم ذوب شد، سپس با استفاده از اولتراسونیک به مدت 9 دقیقه با دامنه 100، در آب پراکنده شد. این کاغذها در هوا خشکشده بود، در غلظتهای مختلف امولسیون مومزنبورعسل غوطهور شدند و سپس در دماهای مختلف (25، 60، 70، 80 و 90 درجهسانتیگراد) تحت تیمار حرارتی قرار گرفتند. اثر تیمار حرارتی بر کارایی مومزنبور-عسل، با اندازهگیری زمانجذبآب و زاویهتماسآب برای تمامی این تیمارها بررسی شد، 70 درجهسانتیگراد به عنوان دمای بهینه شناسایی شد. مرحله بعد ارزیابی تأثیر غلظتهای مختلف مومزنبورعسل بر ویژگیهایی مانند جذب آب (کاب)، ضخامت، گرماژ، شاخص مقاومت به کشش، درجهروشنی و ماتی میباشد. نتایج: در مقایسه با کاغذهای تیمار نشده، زمانجذبآب و زاویهتماسآب تمام کاغذهای تیمار شده با غلظتهای مختلف مومزنبورعسل در دماهای متفاوت (25، 60، 70، 80 و 90 درجهسانتیگراد) بهطور قابلتوجهی افزایش یافته است. زاویه-تماس کاغذهای دستساز تیمار شده با مومزنبورعسل با افزایش دمای تیمار حرارتی، بهطور قابلتوجهی افزایش یافت. بیشترین زاویهتماسآب از کاغذهای دستساز غوطهور شده در 20 درصد مومزنبورعسل و در دمای تیمار حرارتی 70 درجهسانتیگراد بدست آمده است. بااینوجود، افزایش بیشتر دمای بیش از 70 درجهسانتیگراد، زاویهتماسآب نمونههای کاغذ بهطور قابلتوجهی تحتتأثیر قرار نگرفتهاند. جذب آب در کاغذهای LF و MLF به ترتیب g/m2 65/96 و g/m2 7/96 بوده است. تیمار با مومزنبورعسل جذب آب را در مقایسه با تیمار شاهد در تمامی غلظتها کاهش داده است. پوششدهی کاغذ ضخامت و گرماژ کاغذ را افزایش داد، که با غلظت بیشتر امولسیون مومزنبورعسل، این افزایش روند صعودی داشته است. شاخصمقاومتکششی پس از استفاده از الیاف اصلاحشده با CMC، در مقایسه با کاغذ LF، افزایش یافتهاست اما پوششدهی با امولسیون مومزنبورعسل شاخصمقاومتکششی کاغذ را کاهش داد. تیمار MLF و کاغذهای پوششدهی شده با مومزنبورعسل، در مقایسه با LF، درجهروشنی بیشتری داشتند. غوطهوری کاغذ در مومزنبورعسل کمی ماتی را کاهش داد اما این تغییر به لحاظ آماری معنیدار نبوده است. نتیجهگیری: نتایج نشان داد که ویژگیهای ممانعتی در نمونههای پوشش دادهشده با مومزنبورعسل در مقایسه با نمونه شاهد بهبود یافتهاست. این مطالعه تولید کارآمد ، ساده و مقرون به صرفه کاغذ آبگریز را به عنوان یک ماده زیستتخریبپذیر نشان می دهد. یکی از مزایای اصلی این روش عدم وجود مواد شیمیایی حاوی فلور یا حلال های آلی در آمادهسازی است که آن را برای کاربردهای صنعتی مناسب می کند و الزامات توسعه پایدار را از طریق استفاده از مواد سبز برآورده می کند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| کاغذ آبگریز؛ مومزنبورعسل؛ خواص ممانعتی؛ غوطهوری؛ روش اولتراسونیک | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Immersion of paper in emulsified beeswax by ultrasonic method and its effect on paper properties | ||
| نویسندگان [English] | ||
| moghadase akbari1؛ Elyas Afra2؛ Mohammadreza Dehghani Firouzabadi3؛ Seyed Majid Zabihzadeh4 | ||
| 1Ph.D. Student, Dept. of Paper Sciences and Engineering, Faculty of Wood and Paper Engineering | ||
| 2Assistant Prof. of Pulp and Paper Technology, GUASNR, Faculty of Wood and Paper Engineering, Dept. of Wood and Paper Industries | ||
| 3Associate Prof., Dept. of Paper Sciences and Engineering, Faculty of Wood and Paper Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran. | ||
| 4Wood and Paper Science Department, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resource University Sari, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Plastic packaging is considered one of the most important sources of environmental problems due to its slow decomposition. To address this issue, biomaterials have garnered attention for their quick decomposition and renewability. In this context, the use of cellulose fibers in packaging is preferred over plastic. However, the main challenge of using cellulose fibers in packaging production is their poor water resistance. This issue can be improved with a suitable bio-coating, which has inspired the current study. The aim of this study was to use a simple method to prepare hydrophobic paper that is environmentally friendly with a biopolymer. Methodology: The raw material used to make handsheets was bleached softwood Kraft pulp from the Pars paper mill. The Canadian Standard Freeness (CSF) of refined paper decreased from 750 ml CSF to 350 ml CSF. To enhance strength properties, the fibers were treated with carboxymethylcellulose (CMC) in the presence of electrolyte (CaCl2). A suspension of untreated (70%) (LF) and CMC-treated (30%) cellulose fibers was used to make handsheet paper (MLF) with a grammage of 60 g/m2. To prepare the emulsion, beeswax was melted in hot water at different concentrations (1, 5, 10, 15, and 20%), then dispersed in water using ultrasound for 9 minutes with an amplitude of 100. The paper was air-dried, immersed in different concentrations of beeswax emulsion, and then heat-treated at various temperatures (25, 60, 70, 80, and 90 ⁰C). The effect of thermal treatment on the efficiency of beeswax was examined by measuring water absorbency time and water contact angle for all treatments, with 70 ⁰C identified as the optimal temperature. The next step is to evaluate the effect of different concentrations of beeswax on properties such as water absorption (cobb), thickness, grammage, tensile strength index, brightness, and opacity. Results: Compared to untreated paper, the water absorbency time and water contact angle of all paper treated with different concentrations of beeswax at various temperatures (25, 60, 70, 80, and 90 ⁰C) increased significantly. The contact angle of handsheets treated with beeswax increased significantly with the temperature of thermal treatment. The highest water contact angle was achieved with handsheets immersed in 20% beeswax and heat-treated at 70 ⁰C. However, further increases in temperature beyond 70 ⁰C did not significantly affect the water contact angle of the paper samples. The water absorption in LF and MLF papers was 65.96 g/m2 and 7.96 g/m2, respectively. Treatment with beeswax reduced the water absorption rate compared to the control treatment at all concentrations. Paper coating increased the thickness and grammage of the paper, which increased with higher concentrations of beeswax emulsion. The tensile strength index increased after using modified fibers with CMC compared to LF paper, but coating with beeswax emulsion decreased the tensile strength index of the paper. MLF treatment and beeswax-coated paper had higher brightness compared to LF paper. Immersion in beeswax slightly decreased opacity, but this change was not statistically significant. Conclusion: The results indicate that the barrier characteristics in samples covered with beeswax improved compared to the blank sample. The study demonstrates the efficient, simple, and cost-effective production of hydrophobic paper as a biodegradable material. A key advantage of this method is the absence of chemicals containing flora or organic solvents in the preparation, making it suitable for industrial applications and meeting the requirements for sustainable development through the use of green ingredients. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| hydrophobic paper, beeswax, barrier properties, immersion, ultrasonic method | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 77 |
||