پیش‌بینی ویژگی‌های کاغذهای استیله‌شده و تقویت شده با نانوسلولز با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی

Abstract

سابقه و هدف: ویژگی‌های مقاومتی و ممانعتی، از جمله مهم‌ترین ویژگی‌های مورد نیاز برای انواع کاغذ، به‌ ویژه کاغذهای چاپ و بسته‌بندی می‌باشند. بنابراین یکی از زمینه‌های مهم تحقیقاتی در صنعت کاغذ، تحقیق در راستای بهبود این ویژگی‌ها است. در این پژوهش، برای نخستین‌بار از شبکه‌های عصبی مصنوعی در پیش‌بینی ویژگی‌های مقاومتی و ممانعتی کاغذهای استیله‌شده و تقویت‌شده با نانوسلولز استفاده شد. مواد و روش‌ها: سلولز نانوفیبریله‌شده (NFC)، از خمیرکاغذ رنگ‌بری شده تجارتی با روش آسیاب تولید شد. اصلاح کاغذ با دو روش، استیله کردن خمیر پیش از ساخت کاغذ و استیله کردن کاغذ ساخته شده، انجام شد. فرآیند استیله کردن خمیر و کاغذ، در فاز مایع و در دمای 70 درجه سانتیگراد به مدت 5/0، 1 و 3 ساعت انجام گرفت. موفقیت اصلاح شیمیایی با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز اثبات شد. دو نوع کاغذ (ترکیبی و غیرترکیبی) ساخته شد. ویژگی‌های کاغذها شامل ضخامت، وزن پایه، حجیمی، طول پارگی، مقاومت به پاره شدن و ممانعت به جذب آب اندازه‌گیری شدند. در طراحی شبکه عصبی مصنوعی، نوع تیمار (تیمار الیاف و تیمار کاغذ)، زمان تیمار( 5/0، 1 و 3 ساعت) و نوع کاغذ (ترکیبی و غیرترکیبی) به‌عنوان ورودی و ویژگی های فیزیکی، مقاومتی و ممانعتی کاغذ شامل حجیمی، طول پارگی، مقاومت به پاره شدن و ممانعت به جذب آب به‌عنوان خروجی در نظر گرفته شدند. یافته‌ها: بین همه کاغذها، ضعیف‌ترین ویژگی‌های کاغذ مربوط به کاغذ ساخته شده از خمیر استیله‌شده بود. بهترین ویژگی‌های کاغذ با استیله کردن کاغذ ترکیبی حاصل شد. براساس نتایج، استیله‌کردن کاغذ تأثیر معنی‌داری بر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی کاغذ نداشته است (05/0

Keywords

• شبکه عصبی مصنوعی
• سلولز نانوفیبریله‌شده
• اصلاح کاغذ
• استیلاسیون
• ویژگی‌های کاغذ