| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شمارهها | 3,227 |
| تعداد مقالات | 35,750 |
| تعداد مشاهده مقاله | 53,966,095 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 93,135,164 |
تاثیر آلوم، نشاسته کاتیونی و الیاف بلند وارداتی بر ویژگیهای فیزیکی و مقاومتی خمیرکاغذ بازیافتی | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 21 شهریور 1405 | ||
| نوع مقاله: خمیر کاغذ و کاغذ | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2026.372991.1839 | ||
| نویسندگان | ||
| رامین ویسی* 1؛ داوود مجلسی2 | ||
| 1دانشیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس | ||
| 2کارشناسی ارشد، صنایع چوب و کاغذ، کارخانه کاغذسازی کاوه،، ساوه، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: افزایش وابستگی تولید کاغذ به منابع الیاف بازیافتی و افت تدریجی کیفیت الیاف در اثر چرخههای متعدد بازیافت، یکی از چالشهای اساسی صنعت کاغذسازی محسوب میشود. کاهش طول، انعطافپذیری و توانایی ایجاد پیوندهای مؤثر بینالیافی، موجب تضعیف خواص مقاومتی و ساختاری کاغذ شده و بهویژه در تولید مقوای بستهبندی، محدودیتهای قابل ملاحظهای ایجاد میکند. در چنین شرایطی، بهکارگیری افزودنیهای شیمیایی و تقویتکنندههای فیبری میتواند راهکاری برای جبران بخشی از ضعفهای ساختاری خمیر بازیافتی باشد. با وجود این، شناسایی سطح بهینه مصرف موادی چون نشاسته کاتیونی و آلوم، و همچنین تعیین میزان مناسب اختلاط الیاف بلند وارداتی، نیازمند بررسیهای آزمایشگاهی دقیق است. بر این اساس، هدف این مطالعه ارزیابی نقش سه عامل یاد شده و برهمکنش آنها بر خواص فیزیکی و مقاومتی کاغذ تولیدشده از خمیر بازیافتی است. مواد و روشها: در این پژوهش، خمیر بازیافتی کارخانه کاوه پس از پالایش آزمایشگاهی و تنظیم درجه روانی تا حدود 300 CSF بهعنوان پایه تیماری مورد استفاده قرار گرفت. نشاسته کاتیونی پس از آمادهسازی و ژلاتینهسازی در چهار سطح ۰، ۱، ۵/۱ و ۲ درصد وزنی به دوغاب افزوده شد. آلوم با خلوص ۱۷ درصد و pH اسیدی نیز در سطوح ۰، ۵/۱ و ۲ درصد اعمال گردید. برای ارزیابی تأثیر تقویت فیبری، الیاف بلند وارداتی پس از خمیرسازی در سطوح صفر، ۱۰ و ۱۵ درصد با خمیر پایه مخلوط شد. سپس کاغذهای دستساز با وزن پایه ۱۳۰ گرم بر مترمربع مطابق استانداردهای TAPPI تهیه و آزمونهای مقاومت کششی، پارگی، ترکیدن، RCT و CMT و نیز ویژگیهای فیزیکی نظیر جذب آب و ضخامت انجام پذیرفت. تحلیل آماری دادهها با طراحی فاکتوریل و آزمونهای ANOVA و دانکن صورت گرفت. نتایج: نتایج نشان داد نشاسته کاتیونی در تمامی سطوح مصرف اثر مثبت و معنیداری بر شاخصهای مقاومتی دارد، با این تفاوت که سطح 5/1 درصد بیشترین تأثیر را ارائه کرد. این امر بیانگر نقش کلیدی این افزودنی در تقویت پیوندهای یونی و هیدروژنی و کاهش فواصل بینالیافی است، که در نهایت موجب تراکم ساختار کاغذ و افزایش مقاومتهای مکانیکی میشود. در مقابل، استفاده از آلوم در سطوح بالاتر از مقدار بهینه منجر به افت مقاومتهای فیزیکی و مکانیکی گردید؛ بهویژه در تیمار 2 درصد، کاهش معنیداری در مقاومت کششی، پارگی و ترکیدن مشاهده شد. چنین رفتاری میتواند به تغییر بار سطحی الیاف، تضعیف پیوندهای بینالیافی و ایجاد ساختار فیبری شکنندهتر نسبت داده شود. از سوی دیگر، الیاف بلند وارداتی با فراهم کردن شبکهای مستحکمتر و انعطافپذیرتر، سبب بهبود قابل توجه مقاومتهای مقاومتی شدند. افزایش سهم این الیاف به ۱۵ درصد بیشترین اثر تقویتی را ایجاد کرد و در برهمکنش با نشاسته کاتیونی، نتایج بهطور بارزی ارتقا یافت. ترکیب ۱۵ درصد الیاف بلند و 5/1 درصد نشاسته کاتیونی بهعنوان بهترین تیمار معرفی شد، که بالاترین سطح استحکام کششی، پارگی و ترکیدن را رقم زد. بررسی رفتار فیزیکی نیز نشان داد. نشاسته کاتیونی موجب کاهش جذب آب و افزایش تراکم ساختار کاغذ میشود، در حالی که آلوم جذب آب را افزایش داد. افزوده شدن الیاف بلند نیز با ایجاد توده فیبری حجیمتر، ضخامت کاغذ را افزایش داد. نتیجه گیری: بهطور کلی، نتایج این پژوهش نشان میدهد که ترکیب صحیح افزودنیهای شیمیایی و فیبری میتواند کیفیت کاغذ تولیدشده از خمیر بازیافتی را بهطور قابل توجهی ارتقاء دهد. بهویژه استفاده همزمان از نشاسته کاتیونی در سطح 5/1 درصد و الیاف بلند وارداتی در سطح ۱۵ درصد، اثربخشترین راهبرد برای بهبود ویژگیهای فیزیکی و مقاومتی کاغذ ارزیابی شد. این یافتهها میتواند بهعنوان راهکار عملی برای بهبود بهرهوری خطوط تولید مبتنی بر خمیر بازیافتی و کاهش اتکا به الیاف بکر مورد استفاده قرار گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آلوم؛ نشاسته کاتیونی؛ الیاف بلند وارداتی؛ خمیرکاغذ بازیافتی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effects of alum, cationic starch, and imported long-fibers on the physical and strength properties of recycled paper pulp | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ramin Vaysi1؛ Davood Majlesi2 | ||
| 1wood | ||
| 2Master's degree in Wood and Paper Industries, Kaveh Paper Mill, Saveh, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and aim: The increasing reliance of the papermaking industry on recycled fiber furnishes, together with the progressive degradation of fiber quality through multiple recycling cycles, represents a major challenge in maintaining adequate strength performance in paper products. Reductions in fiber length, flexibility, and bonding capacity weaken inter-fiber bonding and consequently diminish the structural integrity of recycled-fiber papers. These issues are particularly critical in packaging grades that demand high mechanical strength. Chemical strengthening agents and fiber-reinforcement strategies offer potential solutions; however, the optimal dosages of cationic starch and alum, as well as the appropriate proportion of imported long fibers required to enhance sheet performance, remain insufficiently explored. This study therefore aimed to investigate the individual and interactive effects of these three additives on the physical and mechanical properties of handsheets produced from recycled pulp. Materials and Methods: Recycled pulp supplied by Kaveh Paper Mill was refined to approximately 300 mL CSF and used as the base furnish. Cationic starch, following preparation and gelatinization, was added to the furnish at four dosage levels (0, 1, 1.5, and 2% based on oven-dry fiber). Alum (aluminum sulfate, 17% purity) with acidic pH was applied at three levels (0, 1.5, and 2%). Imported long fibers were repulped and blended with the recycled furnish at 0, 10, and 15%. Laboratory handsheets with a basis weight of 130 g/m² were produced according to TAPPI standards. Mechanical properties—including tensile strength, tear index, burst strength, Ring Crush Test (RCT), and Corrugated Medium Test (CMT)—were evaluated, along with physical properties such as water absorption and sheet thickness. Statistical analyses were conducted using a factorial experimental design with ANOVA and Duncan’s multiple range test. Results: Cationic starch significantly improved all measured strength properties, with the 1.5% dosage yielding the greatest enhancement. This improvement is attributed to increased cationic charge density, enhanced fiber–fiber bonding, and densification of the fiber network through stronger hydrogen bonding. In contrast, alum at dosages above the optimal level reduced mechanical performance; the 2% treatment, in particular, produced marked decreases in tensile, tear, and burst strengths. These reductions may be linked to excessive alum deposition, charge reversal effects, and impaired inter-fiber bonding resulting in a more brittle fiber matrix. The addition of imported long fibers led to substantial improvements in mechanical strength by contributing longer, more flexible, and more collapsible fibers to the network. The 15% addition provided the most pronounced reinforcement, especially when combined with 1.5% cationic starch, which yielded the highest overall strength values. In terms of physical behavior, cationic starch reduced water absorption and increased sheet density due to enhanced fiber consolidation, whereas alum increased water absorption owing to its hydrophilic nature. The incorporation of long fibers increased sheet thickness as a result of forming a bulkier fiber structure. Conclusion: Overall, the findings demonstrate that an optimized combination of chemical additives and fiber reinforcement can significantly enhance the quality of papers produced from recycled pulp. The synergistic application of 1.5% cationic starch and 15% imported long fibers was identified as the most effective treatment for improving both mechanical strength and physical performance. These results offer practical guidance for improving the efficiency of recycled-fiber-based papermaking systems and reducing dependence on virgin fibers in industrial production. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Alum, Cationic starch, imported long fibers, Recycled pulp, Paper strength properties | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3 |
||