| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,119 |
| تعداد مقالات | 76,512 |
| تعداد مشاهده مقاله | 152,924,882 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 115,070,624 |
بررسی مقایسهای اثر تیمار پوششی سیلیکات سدیم و نانورس بر ویژگیهای مقاومت به آتش و مکانیکی کاغذ حاصل از خمیر سودای باگاس | ||
| نشریه جنگل و فرآورده های چوب | ||
| دوره 78، شماره 2، شهریور 1404، صفحه 191-207 اصل مقاله (1.32 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jfwp.2025.395287.1348 | ||
| نویسندگان | ||
| سلیمان ظاهری* 1؛ علی قاسمیان1؛ محمد رضا دهقانی فیروز آبادی1؛ قاسم اسدپور2 | ||
| 1گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکدة مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||
| 2گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکدة مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران. | ||
| چکیده | ||
| کاغذهای سلولزی بهدلیل ویژگیهایی مانند وزن سبک، قابلیت بازیافت و زیستتخریبپذیری، در صنایع مختلف از جمله بستهبندی، ساختمان و دکوراسیون کاربرد گسترده ای دارند. با این حال، وجود گروههای عاملی هیدروکسیل و ساختار متخلخل آنها، سبب کاهش مقاومت در برابر حرارت و آتش میشود و استفاده از این مواد را محدود میسازد. بهمنظور ارتقای ویژگیهای مکانیکی و مقاومت حرارتی، در این پژوهش، از تیمار پوششی سیلیکات سدیم و نانورس مونتموریلونیت همراه با نشاستة کاتیونی بر روی کاغذ حاصل از خمیر سودای باگاس استفاده شد. محلول پوششدهی در غلظتهای 10، 20 و 30 درصد اعمال و نمونهها از نظر ویژگیهای فیزیکی، مکانیکی و حرارتی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که تیمار با سیلیکات سدیم، در غلظت ۲۰ درصد بهترین بهبود در ویژگیهای مقاومتی و در غلظت ۳۰ درصد، بیشترین مقاومت در برابر اشتعال را فراهم میکند. در آزمون اشتعالپذیری عمودی نیز هر دو تیمار موجب کاهش زمان سوختن و افزایش طول زغال شدند. اما، سیلیکات سدیم با تشکیل لایة معدنی سرامیکی پایدار، در کاهش گسترش شعله و افزایش بقایای زغالی برتری داشت. این لایه نه تنها مانع نفوذ اکسیژن به بافت سلولزی شد بلکه از پیشرفت سریع تخریب حرارتی جلوگیری کرد. آزمون وزنسنجی حرارتی TGA نشان داد که تیمار سیلیکات سدیم موجب افزایش دمای آغاز تخریب و افزایش درصد زغال باقیمانده در دمای 600 درجة سلسیوس شد. نتایج طیفسنجی FTIR نیز افزایش شدت پیوندهای سیلیکاتی و کاهش بیشتر گروههای هیدروکسیل را تأیید کرد .در مجموع، تیمار با سیلیکات سدیم برتری داشته و میتواند رویکردی کارآمد برای تولید کاغذهای مقاوم به حرارت، در کاربردهای صنعتی باشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اشتعالپذیری کاغذ؛ پوششدهی؛ کاغذ باگاس؛ کندسوزی | ||
| مراجع | ||
|
[1] Kazuaki, N., Megumi, A. & Takayuki, T. (2018). Lignocellulose nanofibers prepared by ionic liquid pretreatment and subsequent mechanical nanofibrillation of bagasse powder: application to esterified bagasse/polypropylene composites. Carbohydrate Polymers, 182(8), 8–14. [2] Basak, S., Samanta, K.K., Chattopadhyay, S.K. & Narkar, R. (2015). Thermally stable cellulosic paper made using banana pseudostem sap a wasted by-product. Cellulose, 22(4), 2767-2776. [3] Zaheri, S. & Asadpur, G. (2019). Feasibility study of using different types of bio-polymer coatings on paper packaging materials. Packaging Science & Art, 10(38), 18-27. (In Persian) [4] Sandberg, D., Kutnar, A. & Mantanis, G. (2017).Wood modification technologies - A review. iForest, 10(6), 895–908. [5] Whitney, R.S. (2009). System and Method for Programming a Weighing Scale Using a Key Signal to Enter a Programming Mode. United States Patent, 1(12), 14. [6] Tutus, A., Cicekler, M. & Deniz, I. )2012(. Using of burnt red pine wood for pulp and paper production (Turkish, Abstract in English). Journal of King Saud University - Engineering Sciences, 90-95. [7] Kollman, F.F.P. & Côté, W.A. (1968). Principles of wood science and technology: solid wood: Allen & Unwin. [8] Browne, F. (1958) 'Theories of the combustion of wood and its control', United States Department of Agriculture Forest Service Report, 2136, 1-72. [9] Li, P., Zhang, Y., Zuo, Y., Lu, J., Yuan, G. & Wu, Y. (2020) 'Preparation and characterization of sodium silicate impregnated Chinese fir wood with high strength, water resistance, flame retardant and smoke suppression', Journal of Materials Research and Technology, 9(1), 1043-1053. [10] Tavakoli, M., Ghasemian, A., Dehghani-Firouzabadi, M.R., & Mazela, B. (2021). Cellulose and its nano-derivatives as a water-repellent and fire-resistant surface: a review. Materials, 15(1), 82. [11] Xie, J., Xu, J., Cheng, Z., Chen, J., Zhang, Z., Chen, T., Yang, R. & Sheng, J. (2020). Facile synthesis of fluorine-free cellulosic paper with excellent oil and grease resistance. Cellulose, 27(11), 7009–7022. [12] Dong, L.Y. & Zhu, Y.J. (2017). A new kind of fireproof flexible inorganic nanocomposite paper and its application to the protection layer in flame-retardant fiber-optic cables. Chemistry - A European Journal, 23(19), 4597-4604. [13]Weil, E.D. & Levchik, S.V. (eds) (2015) Flame Retardants for Plastics and Textiles: Practical Applications. Munich: Hanser, 303-333. [14] Laoutid, F., Bonnaud, L., Alexandre, M., Lopez-Cuesta, J.M. & Dubois, P. (2009). New prospects in flame retardant polymer materials: From fundamentals to nanocomposites. Materials Science and Engineering: R: Reports, 63(3), 100-125. [15] Kiliaris, P. & Papaspyrides, C. (2010). Polymer/layered silicate (clay) nanocomposites: An overview of flame retardancy. Progress in Polymer Science, 35(7), 902-958. [16] ASTM E1131-20. Standard Test Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry. [17] TAPPI T461OS-79. Testing procedure using YG815B vertical fabric flame-retardant tester (Nantong Sansi Electromechanical Science & Technology Co. Ltd. China). [18] Castvan, S., Lazarevic, D., Stojanovic, P., Ivkovic, Z., Petrovic, R. & Kovic, J. (2015). Improvement of the mechanical properties of paper by starch coatings modified with sepiolite nanoparticles. Starch, 67(3–4), 373-380. [19] Rezayati Charani, P. & Moradian, M. H. (2019). Utilization of cellulose nanofibers and cationic polymers to improve breaking length of paper. Journal of Cellulose Chemistry and Technology, 53(7-8), 767–774. [20] Barati Darband, G., Aliofkhazraei, M., Khorsand, S., Sokhanvar, S. & Kaboli, A. (2020). Science and engineering of superhydrophobic surfaces: Review of corrosion resistance, chemical and mechanical. Arabian Journal of Chemistry, 13(1), 1763-1802. [21] Mortazavi, F., Resalati, H., Rasouli, S. & Asadpour, G. (2021). Investigation of industrial paper coating with recycled kaolin. Journal of Color Science and Technology, 15(2), 117-129. (In Persian) [22]Weil, E. D. & Levchik, S.V. (2015). Flame retardants for plastics and textiles: Practical applications. Hanser Germany. [23]Ashley, R.H., Matthew, R., Gillian, A.H. & Elsie, E.G. (2013). Clays and tetracyclines: Composite formulation and antibacterial properties. XV International Clay Conference. [24] Di Blasi, C., Branca, C. & Galgano, A. (2007). Effects of diammonium phosphate on the yields and composition of products from wood pyrolysis. Industrial & Engineering Chemistry Research, 46(2), 430–438. [25] Ghiyasiyan-Arani, M., Masjedi-Arani, M., Ghanbari, D., Bagheri, S. & Salavati-Niasari, M. (2016) ‘Novel Chemical Synthesis and Characterization of Copper Pyrovanadate Nanoparticles and its Influence on the Flame Retardancy of Polymeric Nanocomposites. Scientific Reports, 6(1), 1-9. [26] Jia, Y.L., Lu, Y., Zhang, G.X., Liang, Y. & Zhang, F. (2017). Facile synthesis of an eco-friendly nitrogen-phosphorus ammonium salt to enhance the durability and flame retardancy of cotton. Journal of Materials Chemistry A, 5(20), 9970-9981. [27] Davies, P.J., Horrocks, A.R. & Alderson, A. (2005). The sensitization of thermal decomposition of ammonium polyphosphate. Thermochimica Acta, 432(1-2), 73-82. [28] Fu, Q., Medina, L., Li, Y., Carosio, F., Hajian, A. and Berglund, L.A. (2014). Nanostructured wood hybrids for fire-retardancy prepared by clay impregnation into the cell wall. ACS Applied Materials & Interfaces, 9(41), 36154-36163. [29] Xiao, Z., Xu, J., Mai, C., Militz, H., Wang, Q. & Xie, Y. (2016). Combustion behavior of Scots pine (Pinus sylvestris L.) sapwood treated with a dispersion of aluminum oxychloride-modified silica’, Holzforschung, 70(12), 1165-1173. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 331 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 153 |
||