تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,504 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,122,710 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,230,840 |
ارتقاء ویژگیهای پوششهای نانو الیاف سلولزی با استفاده از آمونیوم زیرکونیومکربنات و سوربیتول | ||
نشریه جنگل و فرآورده های چوب | ||
دوره 77، شماره 2، شهریور 1403، صفحه 187-200 اصل مقاله (1.7 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jfwp.2024.377436.1298 | ||
نویسندگان | ||
سعیده حشمتی1؛ محمد آزادفلاح1؛ مهدی روحانی* 2؛ سیده صدیقه ابراهیمی1 | ||
1گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. | ||
2گروه سلولزی و بستهبندی، پژوهشکدة شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران. | ||
چکیده | ||
این پژوهش با هدف بررسی و بهبود خواص پوششهای نانوالیاف سلولزی با استفاده از آمونیوم زیرکونیومکربنات و سوربیتول انجام شد. بدینمنظور، فرمولاسیون های مختلف از نانوالیاف سلولز، آمونیوم زیرکونیومکربنات بهعنوان عامل اتصالدهندة عرضی و سوربیتول بهعنوان عامل نرمکننده ساخته شدند و از آنها برای پوشش دهی کاغذ بسته بندی استفاده شد. سپس خواص مقاومتی و ممانعتی کاغذهای پوشش دهی شده نظیر نفوذپذیری نسبت به هوا (گرلی)، سرعت عبور بخار آب (WVTR) و سرعت انتقال گاز اکسیژن (OTR) اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که پوشش دهی با نانو الیاف سلولز و آمونیوم زیرکونیوم کربنات موجب بهبود خواص ممانعتی کاغذ می شود، بهطوریکه در اثر پوشش کاغذ با نانوالیاف سلولز عمل آوری شده با اتصالدهندة آمونیوم زیرکونیوم کربنات، مقاومت در برابر عبور هوا شدیداً افزایش و میزان جذب رطوبت، سرعت انتقال گاز اکسیژن و سرعت عبور بخار آب کاهش یافت. این موضوع به انسداد خلل و فرج سطح کاغذ با ایجاد یک لایة یکپارچه، وجود مقدار زیاد پیوندهای هیدروژنی، افزایش گروه های آبگریز حاصل از واکنش گروه های هیدروکسیل نانوالیاف سلولز با آمونیوم زیرکونیوم کربنات و مسیرهای پیچشی، غیرمستقیم و طولانی تر عبور مولکول های آب و اکسیژن نسبت داده شد. علاوه بر این، نتایج بررسی سطوح شکست نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) نشاندهندة تشکیل ساختاری لایه ای و یکپارچه بر سطح کاغذ پایه و توزیع یکنواخت ماتریس نانوالیاف سلولز عمل آوری شده با اتصالدهندة آمونیوم زیرکونیوم کربنات در لایة پوشش بود. نتایج همچنین نشان داد که خواص مکانیکی نمونه ها در اثر پوششدهی افزایش یافت، به طوریکه نمونة پوشش دهی شده با نانوالیاف سلولز عمل آوری شده با اتصالدهندة آمونیوم زیرکونیوم کربنات (15 درصد) و سوربیتول (100 درصد) بیشترین استحکام کششی را بهخود اختصاص داد. | ||
کلیدواژهها | ||
خواص مکانیکی؛ خواص ممانعتی؛ سرعت انتقال گاز اکسیژن؛ سرعت عبور بخار آب؛ نفوذپذیری نسبت به هوا | ||
مراجع | ||
[1] Dehghani Firoozabadi, M.R., & Kolaei Moakhar, F. (2019). Investigation and comparison of mechanical and barrier properties of stone paper and glossy paper. Journal of Wood and Paper Industries of Iran, 10(3), 373-384. (In Persian) [2] Roohani,M., Movahedi, F., Kord, B., & Khakifirooz, A. (2023). Investigation on coating of paper with biodegradable polymers and Zinc Oxide nanoparticles on its mechanical and barrier properties. Journal of Wood and Paper Industries of Iran, 14(1), 97-111. [3] Armand, K., & Ghasemiyan, A. (2020). Effect of coating of packaging paper using chitosan and modified polylactic acid. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 35(4), 321-331. (In Persian) [4] El-Sakhawy, M., & Hassan, M.L. (2007). Physical and mechanical properties of microcrystalline cellulose prepared from agricultural residues. Carbohydrate Polymers, 67(1), 1-10. [5] Li, H., Qi, Y., Zhao, Y., Chi, J., & Cheng, S. (2019). Starch and its derivatives for paper coatings: A review. Prog. Org. Coatings, 135(2), 213-227. [6] Basak, S., Dangate, M.S. & Samy, S. (2024). Oil-and water-resistant paper coatings: A review. Progress in Organic Coatings, 186(3), 107938. [7] Xia, Y., Wang, S., Meng, F., Xu, Z., Fang, Q., Gu, Z., Zhang, C., Li, P., & Kong, F. (2024). Eco-friendly food packaging based on paper coated with a bio-based antibacterial coating composed of carbamate starch, calcium lignosulfonate, cellulose nanofibrils, and silver nanoparticles. International Journal of Biological Macromolecules, 254(3), 127659. [8] Panahirad, S., Dadpour, M., Peighambardoust, S.H., Soltanzadeh, M., Gullón, B., Alirezalu, K., & Lorenzo, J.M. (2021). Applications of carboxymethyl cellulose-and pectin-based active edible coatings in preservation of fruits and vegetables: A review. Trends in Food Science & Technology, 110(4), 663- 673. [9] Shimizu, M., Saito, T., & Isogai, A. (2016). Water-resistant and high oxygen-barrier nanocellulose films with interfibrillar cross-linkages formed through multivalent metal ions. Journal of Membrane Science (J. Memb. Sci), 550(51), 1-7. [10] Barbash, V., & Yaschenko, O. (2020). Preparation, properties and use of nanocellulose from non-wood plant materials. Novel nanomaterials, DOI: 10.5772/intechopen.94272 [11] Trache, D., Tarchoun, A.F., Derradji, M., Hamidon, T.S., Masruchin, N., Brosse, N., & Hussin, M.H. (2020). Nanocellulose: from fundamentals to advanced applications. Cellulose, 8(1), 392. [12] Isogai, A. (2021). Emerging nanocellulose technologies: recent developments. Advanced Materials, 33: 2000630. [13] Perumal, S., Lee, H., & Jeon, S.(2021). Synthetization of hybrid nanocellulose aerogels for the removal of heavy metal ions. Journal of Polymer Research, 28 (8), 325. [14] Curvello, R., Singh, Vikram., & Gil, R. (2019). GarnierEngineering nanocellulose hydrogels for biomedical applications. Advances in Colloid and Interface Science, 267(1), 47-61 [15] Mikkonen, K.S., Schmidt, J., Vesterinen, A.-H., & Tenkanen, M. (2013). Crosslinking with ammonium zirconium carbonate improves the formation and properties of spruce galactoglucomannan films. Journal of Materials Science, 48(12), 4205-4213. [16] Chen, X., Ren, J ., & Meng, L. (2015). Influence of ammonium zirconium carbonate on properties of poly (vinyl alcohol)/xylan composite films. Journal of Nanomaterials, 2015(1), 1-8. [17] Queirós, L.C.C., Sousa, S.C.L., Duarte, A.F.S., Domingues, F.C., & Ramos, A.M.M. (2017). Development of carboxymethyl xylan films with functional properties. Journal of Food Science and Technology, 54(1), 9-17. [18] Ni, S., Wang, B., Zhang, H., Zhang, Y., Liu, Zh., Wu, W., Xiao, H., & Dai, H., (2019). Glyoxal improved functionalization of starch with AZC enhances the hydrophobicity, strength and UV blocking capacities of co-crosslinked polymer. European Polymer Journal, 110(1), 385-393 [19] Liu, M., Zhou, Y., Zhang, Y., Yu, C., & Cao, S. (2014). Physicochemical, mechanical and thermal properties of chitosan films with and without sorbitol, International Journal of Biological Macromolecules, 70(2), 340-346. [20] Harussani, M.M., Sapuan, S.M., Firdaus, A.H.M., El-Badry, Y.A., Hussein, E.E., & El-Bahy, Z.M. (2021). Determination of the tensile properties and biodegradability of cornstarch-based biopolymers plasticized with sorbitol and glycerol. Polymers (Basel), 13(21), 3709. [21] Yadav, R.B. (2024). Biodegradable Packaging: Recent Advances and Applications in Food Industry, Food Process Enginnering and Technology: Safety, Packaging, Nanotechnologies Human Health, pp. 189-213. [22] Shuzhen, N., Liang, J., Hui, Z., Yongchao, Z., Guigan, F., Huining, X., & Hongqi, D. (2018). Enhancing hydrophobicity, strength and UV shielding capacity of starch film via novel co-cross-linking in neutral conditions. Royal Society Open Science, 5(11), 181206. [23] ISO 15105-1:2007, Plastics - Film and sheeting - Determination of gas-transmission rate - Part 1: Differential-pressure methods. [24] ISO 2528:2017, Sheet materials - Determination of water vapour transmission rate (WVTR) - Gravimetric (dish) method. [25] TAPPI T 460, Air resistance of paper (Gurley method). [26] ASTM D882-18, Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting. [27] Li, F., Biagioni, P., Bollani, M., Maccagnan, A., & Piergiovanni, L. (2013). Multi-functional coating of cellulose nanocrystals for flexible packaging applications. Cellulose, 20(5), 2491-2504. [28] Herrera, M. A., Sirviö, J. A., Mathew, A. P., & Oksman, K. (2016). Environmental friendly and sustainable gas barrier on porous materials: Nanocellulose coatings prepared using spin-and dip-coating. Materials & Design, 93(5), 19-25. [29] Amini, E., Azadfallah, M., Layeghi, M., & Talaei-Hassanloui, R. (2016). Silver-nanoparticle-impregnated cellulose nanofiber coating for packaging paper. Cellulose, 23(1), 1-14. [30] Aulin, C., Gällstedt, M., & Lindström, T. (2010). Oxygen and oil barrier properties of microfibrillated cellulose films and coatings. Cellulose, 17(3), 559-574. [31] Song, D. (2011). Starch crosslinking for cellulose fiber modification and starch nanoparticle formation. Doctor of Philosophy in the School of Chemical and Biomolecular Engineering Georgia Institute of Technology. [32] Wang, S., Zhang, F., Chen, F., & Pang, Z. (2013). Preparation of a crosslinking cassava starch adhesive and its application in coating paper. BioResources, 8(3), 3574-3589. [33] de Castro, E.D.S., & Cassella, R.J. (2016). Direct determination of sorbitol and sodium glutamate by attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) in the thermostabilizer employed in the production of yellow-fever vaccine. Talanta, 152(1), 33-38. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 104 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 78 |