مقایسة عملکرد اوره و تیواوره در انحلال قلیایی الیاف بازیافتی و بررسی ویژگیهای سلولز انحلالیافته | ||
| نشریه جنگل و فرآورده های چوب | ||
| دوره 79، شماره 2، تابستان 1405، صفحه 219-236 اصل مقاله (1.05 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jfwp.2026.420120.1409 | ||
| نویسندگان | ||
| شکیبا باقری؛ مهدی رحمانی نیا* ؛ ربیع بهروز | ||
| گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران، | ||
| چکیده | ||
| مقدمه: با افزایش توجه به توسعة پایدار و منابع تجدیدپذیر، سلولز بهعنوان فراوانترین پلیمر طبیعی، گزینهای ایدهآل برای تولید محصولات زیستسازگار محسوب میشود. با این حال، انحلال آن در حلالهای رایج بهدلیل شبکة گستردة پیوندهای هیدروژنی با دشواری همراه است و روشهای متداول بهدلیل هزینة زیاد یا سمیت، کارایی مطلوبی ندارند. در این میان، محلول قلیایی هیدروکسید سدیم بهعنوان حلالی ارزانقیمت و زیستسازگار شناخته میشود و مطالعات پیشین نشان دادهاند که افزودن اوره، عملکرد این سیستم قلیایی را بهبود میبخشد. همچنین بهنظر میرسد تیواوره نیز بتواند در همراهی با قلیا در انحلال سلولز مؤثر باشد. از سوی دیگر، الیاف بازیافتی بهعنوان منبعی ارزشمند از سلولز، توجه ویژهای را بهخود جلب کردهاند. بر این اساس، هدف پژوهش حاضر، بهینهسازی انحلال قلیایی الیاف بازیافتی کاغذ چاپ و تحریر در سیستمهای آبی اوره/هیدروکسید سدیم و تیواوره/هیدروکسید سدیم و بررسی اثر متغیرهای فرآیند بر کارایی انحلال، درجة پلیمریزاسیون، گروههای عاملی، ساختار بلورین و ریختشناسی فیلم سلولزی میباشد. روش پژوهش: کنارهبری کاغذهای چاپ و تحریر چاپنشده با استفاده از دستگاه پالایشگر ولیبیتر به خمیرکاغذ با درصد خشکی 1/5 درصد تبدیل شدند. الیاف در حالت اول در حلال آب/اوره/هیدروکسید سدیم با نسبت وزنی ۹۱:۲:۷ درصد و همچنین ۸۹:۴:۷ درصد و دمای فرآیند (در سه سطح ۱۰-، ۰ و ۱۰+ درجة سانتیگراد) حل شدند و در حالت دوم این الیاف در سیستم آبی تیواوره/هیدروکسید سدیم با نسبتهای وزنی فوق و دمای فرآیند منتخب از مرحلة قبل (۱۰- درجة سانتیگراد) حل شدند. همچنین ترکیب آب/اوره/تیواوره/هیدروکسید سدیم با نسبت وزنی ۸۹:۲:۲:۷ در دمای ۱۰- درجة سانتیگراد نیز بررسی شد. در تمامی تیمارها، نسبت حلال به الیاف بازیافتی ۱:۱۰۰ بود. پس از سانتریفیوژ، درصد انحلال به روش وزنی محاسبه شد. درجة پلیمریزاسیون با ویسکومتری، گروههای عاملی با FTIR، ساختار بلورین با XRD و ریختشناسی سطح با FESEM ارزیابی شد. فیلم سلولزی از محلول ۱ درصد وزنی با خنثیسازی با اسید سولفوریک ۵ درصد، شستشو با آب و استن و خشککردن در ۷۰ درجة سانتیگراد تهیه شد. یافتهها: افزایش غلظت اوره از ۲ به ۴ درصد، انحلال را از 37/27 به 22/37 درصد افزایش داد و دمای ۱۰- درجة سانتیگراد بهعنوان دمای بهینه تعیین شد. سیستم تیواوره ۴ درصد بالاترین انحلال (05/55 درصد) و بالاترین درجة پلیمریزاسیون (624/3) را نشان داد، در حالیکه سیستم ترکیبی اوره/تیواوره با انحلال 49/45 درصد و DP حدود ۵۵۶، کمترین درصد بلورینگی (8/65 درصد) را دارا بود. سیستمهای اوره و تیواوره بهترتیب دارای بلورینگی 47/95 درصد و 15/32درصد بودند. افزایش دما به ۱۰+ درجة سانتیگراد در سیستم حاوی اوره، انحلال را به 10/2 درصد کاهش داد و DP از ۴۹۰ به ۳۷۶ کاهش یافت. طیفهایFTIR نشاندهندة حفظ ساختار شیمیایی سلولز و حلالیت فیزیکی (عدم تشکیل پیوندهای جدید) بود و تصاویر FESEM تشکیل فیلمی یکنواخت و بدون عیب سطحی را تأیید کردند. نتیجهگیری: سیستم تیواوره ۴ درصد با بیشترین انحلال (55/05 درصد) و ۶۲۴ = DPبهترین عملکرد را داشت، اما اوره بهدلیل سازگاری محیطزیستی و حفظ بلورینگی (47/95 درصد) گزینة ارجح است. سیستم سهتایی با انحلال 49/45 درصد و ۵۵۶DP=، کمترین بلورینگی (8/65 درصد) را نشان داد که برای کاربردهای آمورف مناسب است. FTIR حلالیت فیزیکی را تأیید کرد. هر سه سیستم قابلیت رقابت با لیوسل را داشته و پتانسیل بالایی برای تولید فیلمهای زیستتخریبپذیر، الیاف نساجی، هیدروژلها، غشاهای تصفیة آب و نانوسلولز دارند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| الیاف بازیافتی؛ انحلال سلولز؛ اوره؛ تیواوره؛ هیدروکسید سدیم | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 73 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 35 |
||