تأثیر ترکیب آلی گلاناپون بر ویژگی‌های خمیرکاغذ روزنامه بازیافتی

Abstract

سابقه و هدف: امروزه فرآیند بازیافت کاغذ به‌عنوان یک ضرورت اقتصادی و زیست محیطی بسیار مهم مطرح می‌باشد. یکی از فرآیندهای مهم در بازیافت کاغذ، مرکب‌زدایی می‌باشد. برای مرکب‌زدایی کاغذهای باطله از مواد شیمیایی مختلفی استفاده می‌شود که یکی از مهم‌ترین آن‌ها سیلیکات سدیم است. ترکیبات سیلیکاتی به‌سبب رسوب در تجهیزات، موجب کاهش عمر مفید دستگاه‌ها و مشکلاتی در سیستم تصفیه پساب می‌شوند. در این پژوهش با توجه به مشکلات مرتیط با سیلیکات سدیم، بازیافت کاغذ روزنامه باطله با استفاده از ترکیب آلی گلاناپون به‌عنوان جایگزین سیلیکات سدیم مورد بررسی قرار گرفت. گلاناپون دارای بار سطحی آنیونی می‌باشد و در صنایع خمیر و کاغذ به عنوان عامل پراکنده‌ساز و جلوگیری‌کننده از ایجاد رسوب و ته‌نشست و به عنوان تثبیت‌کننده پروکسید هیدروژن در فرآیند رنگبری و جوهرزدایی کاغذهای باطله استفاده می‌شود.مواد و روش‌ها: در این پژوهش تهیه خمیرکاغذ شیمیایی از کاغذهای روزنامه باطله، با استفاده از مواد شیمیایی در شرایط ثابت خشکی 10 درصد، درجه حرارت 1 ± 50 درجه سانتی‌گراد و مدت زمان 20 دقیقه انجام شد.مواد شیمیایی مورد استفاده برای مرکب‌زدایی شیمیایی عبارتند از: پروکسید هیدروژن، سود سوزآور، ماده فعال‌ساز سطحی (پلی سوربات 80)، عامل کی‌لیت‌ساز DTPA و ترکیب آلی گلاناپون. همه مواد شیمیایی براساس وزن خشک کاغذ باطله اضافه شدند. در ابتدا خمیرکاغذ شاهد از کاغذ روزنامه باطله در شرایط ثابت فرآیندی و با استفاده از مواد شیمیایی 1 درصد هیدروکسید سدیم، 1 درصد پروکسید هیدروژن، 15/0 درصد ماده فعال‌ساز سطحی (پلی‌سوربات 80) و 3/0 درصد عامل کی‌لیت ساز DTPA در حضور 5/0 درصد سیلیکات سدیم تهیه شد. سپس در تیمارهای بعدی، سیلیکات سدیم از ترکیب مواد شیمیایی حذف شده و ترکیب گلاناپون در سطوح مختلف (3/0، 5/0، 7/0، 1، 2 و 3 درصد) به‌جای آن به‌کار گرفته شد. همه تیمارهای شیمیایی در داخل کیسه‌های پلاستیکی در حمام آب گرم انجام شد. خمیرهای کاغذ تیمار شده با مواد شیمیایی در درصدهای مختلف گلاناپون، با استفاده از فرآیند شستشو مرکب‌زدایی شدند. تأثیر درصدهای مختلف گلاناپون بر میزان تشکیل پیوندهای هیدروژنی توسط طیف‌سنجی مادون قرمز (ATR-FTIR) بررسی شد. تأثیر درصدهای مختلف ترکیب آلی ذکر شده بر ویژگی‌های فیزیکی، نوری و مقاومتی خمیرکاغذ مرکب‌زدایی شده در مقایسه با خمیرکاغذ شاهد (خمیرکاغذ روزنامه مرکب‌زدایی شده با 5/0 درصد سیلیکات سدیم) ارزیابی شد. یافته‌ها: نتایج به‌دست آمده از مقایسه ویژگی‌های فیزیکی کاغذهای ساخته شده نشان داد که افزودن گلاناپون تا سطح 7/0 درصد، کاغذهای با ضخامت کم‌تر و دانسیته بیشتر را نتیجه داد. تصاویر میکروسکوپی گرفته‌شده از پروفیل ضخامتی کاغذها نیز موید این مطلب می‌باشد. با افزایش مصرف از 7/0 تا 2 درصد ضخامت کاغذها افزایش و دانسیته آنها کاهش یافت. این در حالی است که مقادیر دانسیته کاغذهای تهیه‌شده در مقایسه با کاغذ شاهد افزایش یافت. نتایج به‌دست آمده از مقایسه ویژگی‌های نوری کاغذهای ساخته شده نشان داد که با افزایش مصرف ترکیب گلاناپون تا 3 درصد، درجه روشنی کاغذ به حداکثر مقدار 21/51 درصد ایزو و زردی به حداقل 3/7 درصد ایزو رسیده است. ماتی کاغذ با افزایش مصرف ترکیب تا 7/0 درصد کاهش یافت. همچنین مقادیر مقاومت به ترکیدن، با افزایش مصرف ترکیب گلاناپون تا سطح 2 درصد در مقایسه با کاغذ شاهد افزایش معنی‌داری نشان داد.نتیجه‌گیری: به‌طور کلی با توجه به نتایج به‌دست آمده با استفاده از 3/0- 2 درصد از ترکیب آلی گلاناپون در فرآیند مرکب‌زدایی در مقایسه با کاغذ شاهد، کاغذهای با ضخامت کم‌تر، دانسیته، مقاومت به ترکیدن و درجه روشنی بیشتر، زردی کم‌تر و ماتی مطلوب از کاغذ روزنامه باطله می‌توان تولید کرد.

Keywords

• بازیافت کاغذ
• مرکب‌زدایی
• ترکیب آلی گلاناپون
• ویژگی‌های نوری
• ویژگی‌های فیزیکی