تاثیر تیمار لایه نشانی اصلاح شده بر ویژگی های کاغذ تهیه شده از الیاف بازیافتی

روش های نانوفناوری همچون تکنیک لایه به لایه پتانسیل زیادی را برای اصلاح خواص الیاف سلولزی و بهبود کیفیت آن نشان داده است. در این تکنیک، الیاف سلولزی با ذرات یونی با بار مخالف در یک محیط واکنش قرار می گیرد و طی آن ذرات یونی عمدتا با جاذبه الکترواستاتیکی توسط سطح الیاف جذب می شود. بین لایه نشانی های متوالی مرحله شستشو قرار دارد که بیشتر برای حذف ذراتی است که بصورت فیزیکی و سست جذب سطح الیاف شده اند. بکارگیری مراحل مختلف شستشو در این تکنیک تا حدود زیادی امکان کاربردی کردن آن را مشکل نموده است. از اینرو در این تحقیق، تاثیر بکارگیری سیستم لایه به لایه اصلاح شده (بدون شستشو) بر بهبود مقاومت های کاغذ تهیه شده از الیاف بازیافتی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
آزمایشات لایه نشانی با استفاده از پلیمرهای نشاسته کاتیونی و نشاسته آنیونی برای تشکیل یک تا سه لایه متوالی بر روی الیاف بازیافتی تهیه شده از کارتن های کنگره ای کهنه انجام شد. برای هر مرحله لایه نشانی، 500 میلی لیتر سوسپانسیون خمیر الیاف با خشکی حدود 48/0 درصد، با دور ثابت 750 در دقیقه بمدت 10 دقیقه، با محلول های نشاسته توسط همزن آزمایشگاهی بهم زده شد. سپس از خمیرکاغذ تیمارنشده و تیمار شده، کاغذهای دست ساز با وزن پایهg/m2 3±60 تهیه و ویژگی های فیزیکی (ضخامت و دانسیته ظاهری) و مقاومتی (شاخص مقاومت به کشش، شاخص مقاومت به ترکیدن و انرژی کششی جذب شده) آن مورد مقایسه قرار گرفت.
نتایج نشان داد که با تیمار الیاف بازیافتی با سیستم لایه به لایه اصلاح شده ضخامت کاغذ کاهش و دانسیته ظاهری آن افزایش یافته است. بعلاوه، این سیستم تاثیر قابل توجهی در توسعه مقاومتهای کاغذ داشته است. برای مثال؛ با لایه نشانی سه لایه از نشاسته های یونی، شاخص مقاومت به کشش کاغذ از N.m/g 9/15 به N.m/g 29/47، شاخص ترکیدن از kPa.m2/g 1/05 به kPa.m2/g 15/2 و انرژی کششی جذب شده ازJ/m2 42/2 بهJ/m2 28/10 افزایش یافت. همچنین در ریزنگار های الکترونی تهیه شده نیز ظاهر متفاوتی از الیاف تیمارشده نسبت به الیاف تیمار نشده مشاهده شده است؛ که بیانگر افزایش ژلاتینی شدن سطح الیاف تیمارشده در اثر افزایش جذب نشاسته کاتیونی می باشد.
لایه نشانی نشاسته کاتیونی و نشاسته آنیونی در سیستم لایه به لایه اصلاح شده زمینه افزایش جذب الکترواستاتیکی نشاسته کاتیونی را بر روی الیاف بازیافتی فراهم می آورد. این امر با توسعه پیوندهای بین الیاف، موجب بهبود مقاومتهای کاغذهای تهیه شده از الیاف بازیافتی شده است.