استفاده از نانوذرات رس در تولید کاغذ توسط محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحدهای چالوس، علوم و تحقیقات و ساری

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، کاغذ و محصولات کاغذی به‌عنوان یکی از کالاهای مصرفی، جایگاه مهمی در زندگی انسان‌ها دارند. مقادیر بسیار زیادی کاغذ در آموزش، صنایع چاپ و بسته‌بندی به کار برده می‌شود. از طرفی این فراورده به‌تنهایی و بدون اضافه کردن مواد افزودنی، استحکام لازم و قابلیت نفوذپذیری به هوا، رطوبت و غیره را به شکل مطلوبی ندارد.

در عین‌ حال تولیدکنندگان کاغذ با مسائلی همچون ماندگاری و زیست‌تخریب‌پذیری مواد افزودنی در ازای بهبود خواص مقاومتی و ممانعتی مواجه هستند. در این راستا، مساله‌ استفاده از فناوری‌های جدید نظیر فناوری نانو بخش مهمی از تحقیقات در این حوزه را به خود اختصاص داده است.

دکتر مجید کیائی از کاهش استحکام کاغذ به‌عنوان یکی از اثرات مخرب اضافه کردن برخی مواد افزودنی به خمیر کاغذ یاد کرد و افزود: «در این پژوهش اثر نانوذرات رس بر میزان بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی کاغذ مورد بررسی قرار گرفته است».

وی همچنین در خصوص مزایای استفاده از نتایج این طرح گفت: «رس یک ماده ارزان‌قیمت و بی‌ضرر به شمار می‌رود که استفاده از آن‌ جهت افزایش استحکام کاغذ هم از لحاظ اقتصادی و هم به لحاظ زیست‌محیطی مقرون‌به‌صرفه خواهد بود. به‌علاوه افزایش استحکام کاغذ افزایش ماندگاری و دوام آن را به دنبال خواهد داشت».

افزودن نانوذرات رس موجب می‌شود پیوند بین الیاف کاغذ بیشتر شود و افزایش مقاومت به کشش، مقاومت به ترکیدگی و مقاومت به خرد شدن را در پی داشته باشد. از سوی دیگر میزان حضور نانوذرات باید به‌صورت بهینه باشد در غیر این صورت حضور بیش ‌از حد بهینه نانوذرات موجب کاهش مقاومت به پارگی خواهد شد.

در تحقیق حاضر دو نوع خمیر کاغذ، یکی خمیر کاغذ تولید شده از کارتن‌های باطله و دیگری خمیر کاغذ NSSC تولید شده در کارخانه چوب و کاغذ مازندران مورد مطالعه قرار گرفته ‌است. نانوذرات خاک رس در پنج سطح متفاوت به مخلوط سوسپانسیون خمیر کاغذ اضافه شده است. سپس از انواع مختلف خمیر کاغذ با درصدهای متفاوت نانوذرات رس، کاغذ تولید شده و خواص فیزیکی، مکانیکی و ساختار آن‌ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.

نتایج حاکی از آن است که افزودن مقدار 2 درصد نانوذرات رس به خمیر کاغذ تولید شده از کارتن باطله، مقاومت به پارگی و مقاومت به ترکیدگی را به ترتیب به میزان 7/3 و 7/8 درصد افزایش می‌دهد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مجید کیائی، دانشیار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس، دکتر احمد ثمریها، دانش‌آموخته مقطع دکترای دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران و دکتر محمد فارسی، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، است.