تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران (Dec 2023)
اثر نانوالیاف و نانوکریستال‌های سلولزی کندسوز شده به‌عنوان ماده پوشش بر ویژگی‌های کندسوزی مقوای دست‌ساز
Abstract
سابقه و هدف: اثرات مخرب ناشی از افزایش حرارت در بستر‌های سلولزی که به‌عنوان پایه‌های اصلی صنایع بسته‌بندی، بسته‌بندی‌های مرغوب بهداشتی و بسته‌بندی مهمات به‌کار می‌روند، امری بدیهی و ناگزیر است. از این رو، اصلاح ساختار این فرآورده‌های زیستی توسط ترکیبات شیمیائی سبز و دوست‌دار محیط زیست به‌منظور افزایش دوام در برابر حرارت، ضروری است. مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، نانوالیاف سلولزی و نانوکریستال‌های سلولزی اکسید شده با تمپو، به‌صورت جداگانه، توسط ترکیبات حاوی مواد کندسوز‌کننده، به‌صورت مخلوط دو‌گانه شامل "مونو‌آمونیوم فسفات و پروتئین آلبومین"، "سیلیکا و متیل-تری‌متوکسی سیلان" و مخلوط چهار‌گانه حاوی هر چهار ماده یاد شده، کندسوز شدند. سپس هر مخلوط به‌صورت جداگانه توسط پوشش‌دهنده میله‌ای روی مقوا‌های سلولزی تولیدی، پوشش‌دهی شد. ویژگی‌های کندسوزی مقوا‌های حاصل توسط سه آزمون حرارتی شامل: لوله آتش کوچک، درصد شاخص اکسیژن محدود و گرما‌سنج کاهش وزن ارزیابی شدند. نتایج: بر مبنای نتایج مشاهده شده، نقش مونو‌آمونیوم فسفات، به‌سبب حضور گروه‌های فسفات به‌عنوان عامل پیش‌برنده واکنش زغال‌سازی در حین سوختن، به‌تنهایی در مخلوط دو‌گانه برجسته‌تر از مخلوط چهار‌گانه پوشش‌دهی، در مقوا‌های پوشش-دهی‌شده بر پایه نانوالیاف سلولزی و مقوا‌های پوشش‌دهی‌شده بر پایه نانوکریستال‌های سلولزی، بود. مقایسه نانوالیاف سلولزی و نانوکریستال‌های سلولزی کندسوز شده، به‌عنوان پایه اصلی فرمول پوشش‌دهی نشان داد که مقوا‌های پوشش‌دهی‌شده با نانوالیاف سلولزی کندسوز شده، به‌سبب دارا بودن بخش‌های آمورف و کریستالی، میزان کاهش وزن بسیار کم‌تری در آزمون لوله آتش کوچک، درصد شاخص اکسیژن محدود تقریبا مشابه و حداکثر سرعت آزاد‌سازی گرما و سرعت آزاد‌سازی گرمای تقریبا یکسانی را در آزمون گرما-سنج کاهش وزن، نسبت به مقوا‌های پوشش‌دهی‌شده با نانوکریستال‌های سلولزی کندسوز شده، نشان دادند. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، نانوالیاف سلولزی و نانوکریستال‌های سلولزی کندسوز شده با مونو‌آمونیوم فسفات و آلبومین حتی در غلظت کم، می‌توانند به‌عنوان کندسوز‌کننده موثر و جایگزین کندسوز‌کننده‌های سنتی متداول، برای تولید بسته‌بندی‌های سلولزی باکیفیت استفاده شوند.
Keywords
