فهرست مطالب

صنایع چوب و کاغذ ایران - سال دوازدهم شماره 2 (تابستان 1400)

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
سال دوازدهم شماره 2 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/07/19
  • تعداد عناوین: 11
|
  • مجید عارفی*، حمیدرضا تقی یاری، حمیدرضا پیرایش صفحات 175-184

    در تولید مبلمان، فرآیندهای پرداخت برای عملکرد فنی، اقتصادی و زیبایی مواد چوبی بسیار مهم می باشد. بطوریکه، پوشش سطوح چوب بارنگ ها بتواند در برابر عوامل محیطی خاص ازجمله: رطوبت، تغییرات در ابعاد و تخریب توسط میکرو ارگانیسم ها و قارچ ها حفظ شود. هدف از این تحقیق، تاثیر نانو ولاستونیت (با سطوح 0، 5 و 10 درصد) بر میزان مقاومت به رطوبت در رنگ های سیلر-کیلر و سیلر- نیم پلی استر روی گونه های چوبی راش، صنوبر و نراد می باشد. نتایج حاصل نشان داد که از بین گونه های موردمطالعه، راش تیمار شده با نانو و بدون نانو مقاومت چسبندگی بهتری در مقایسه با نراد داشت. همچنین، عملکرد رنگ نیم پلی استر در مقایسه با رنگ کیلر بر روی مقاومت چسبندگی کششی بهتر بود. درنهایت، بیشترین مقاومت چسبندگی مربوط به تیمار با سطح 5 درصد نانوولاستونیت بود.

    کلیدواژگان: مقاومت مکانیکی، نیم پلی استر، کیلر، نانو ولاستونیت
  • رباب نجیده، مهدی رحمانی نیا*، امیر خسروانی صفحات 185-194
    در این تحقیق امکان سنجی تولید نانوالیاف سلولزی از کاغذهای باطله چاپ و تحریر و پتانسیل اولیه استفاده از آن به عنوان افزودنی در خمیرکاغذ بازیافتی موردتوجه قرار گرفت. الیاف اشاره شده هرچند منشا بازیافتی داشتند، اما به سختی و پس از پیش تیمار ملایم اسیدی (افزودن اسیدسولفوریک خالص با درصد وزنی 8 درصد (اسید نسبت به الیاف) در سوسپانسیون با درصد خشکی 1 درصد در 70 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت) به کمک نیروی مکانیکی سوپر آسیاب دیسکی به نانوالیاف تبدیل شدند. آنالیز نانوالیاف تهیه شده به کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری، نانو بودن ابعاد قطر این الیاف (50-25 نانومتر) و تولید موفقیت آمیز آن ها را نشان می داد. سپس توانایی این محصول در بهبود ویژگی های مقاومتی کاغذهای بازیافتی و همچنین تاثیر آن بر آبگیری از این الیاف به عنوان یکی از مهم ترین ویژگی های فرایندی بررسی گردید. در این راستا، این نانوالیاف سلولزی در سطوح مصرف 0، 3، 6 و 9 درصد (بر اساس وزن خشک خمیرکاغذ)، در دور همزن 1500 دور بر دقیقه به مدت 10 دقیقه به الیاف بازیافتی افزوده گردید. نتایج نشان داد نانوالیاف سلولزی افزوده شده به خمیرکاغذ در تمامی تیمارها تاثیر مثبتی بر ویژگی های مقاومتی داشته است به طوری که با افزایش مصرف نانو الیاف شاخص مقاومت به کشش حداکثر 31 درصد، شاخص مقاومت به پاره شدن 17 درصد بوده است. همچنین ماتی و روشنی ورقه ها براثر افزودن نانوالیاف تغییری نکرده است. به علاوه آبگیری از ورقه الیاف براثر افزودن نانو الیاف کاهش چشمگیری نشان داده است. نتایج این تحقیق نشان از پتانسیل نانوالیاف تهیه شده از الیاف بازیافتی چاپ و تحریر برای کاربرد به عنوان بهبوددهنده ویژگی های کاغذ به ویژه ویژگی های مقاومتی می باشد و می توان در تحقیقات آینده به صورت عمیق تر مورد کاوش قرار گیرد.
    کلیدواژگان: الیاف بازیافتی، نانوالیاف سلولزی، ویژگی های مقاومتی، آبگیری
  • فهیمه یوسفی*، یحیی همزه، محسن محمدی آچاچلویی صفحات 195-205

    حفاظت و نگهداری از آثار کاغذی به عنوان میراث فرهنگی و تاریخی در مقابل عوامل آسیب رسان از جمله میکروارگانیسم ها دارای اهمیت بالایی است. ضدقارچ تیوفانات متیل در غلظت 200PPM می تواند بدون ایجاد تاثیرات منفی، قارچ های مخرب کاغذ را مهار کند. لازم است جهت تکمیل مطالعات انجام گرفته، تاثیر آن بر روی دیگر مواد به کار رفته در کاغذ از جمله مرکب نیز بررسی گردد. در این پژوهش اثر ضدقارچ تیوفانات متیل بر مرکب مازو که از پرکاربردترین مرکب های تاریخ است، بررسی می شود. بدین منظور پس از ساخت مرکب و قرار دادن لایه ای از آن در سطح کاغذ فیلتر، نمونه ها در محلول حاوی تیوفانات متیل-اتانول غوطه ور شدند. مطالعات آزمایشگاهی انجام شده پس از پیرسازی تسریعی نمونه ها شامل آزمون های pH متری، رنگ سنجی، مقاومت کششی و طیف سنجی ATR-FTIR و بررسی نمونه ها با تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی (SEM) است. طبق نتایج بدست آمده ضدقارچ تیوفانات متیل در غلظت 200PPM باعث ایجاد تغییرات رنگی و روشن شدن مرکب شده است. بنابراین بهتر است در صورت استفاده از این ماده، تیمار به روش اسپری انجام گیرد. همچنین نتایج pH متری نشان داد که کاغذ مرکب به شدت اسیدی است و این امر موجب هیدرولیز شدن کاغذ و در نتیجه کاهش مقاومت آن شده است. نتایج کلی حاکی از این است که اگرچه این قارچ کش سبب محافظت کاغذ و مرکب در برابر حملات قارچ-ها می شود، اما اثرات نامطلوبی بر مرکب مازو دارد که باید مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: تیوفانات متیل، مرمت کاغذ، حفاظت، ضدقارچ، مرکب مازو
  • قاسم اسدپور*، مهسا طالبی، حسین رسالتی صفحات 207-215

    تیمار های آنزیمی اثرات متفاوتی بر انواع خمیر های کاغذ دارند. در این تحقیق تاثیر تیمار آنزیمی سلولاز بر قابلیت آبگیری و ویژگی های مقاومتی چهار نوع خمیرکاغذ بکر و بازیافتی بررسی گردید. خمیر کاغذ های بکر شامل خمیرکاغذ شیمیایی- مکانیکی (CMP) و خمیرکاغذ کرافت رنگ بری شده وارداتی (BKP) و خمیرکاغذهای بازیافتی شامل خمیرکاغذ کارتن کنگره ای کهنه (OCC) و خمیر کاغذ های جوهر زدایی شده (DIP) بوده که هر دو نوع خمیرکاغذ بازیافتی از کارخانه های داخلی تهیه گردید. برای تیمار آنزیمی خمیرکاغذها، مقدار خشکی خمیرکاغذ 10 درصد، مقدار مصرف آنزیم سلولاز 5/0 درصد وزن خشک خمیرکاغذ، دمای واکنش 50 درجه سانتی گراد، مدت واکنش 60 دقیقه و pH واکنش 5/5 تا 5/6 تنظیم شد. از تمامی خمیرکاغذها قبل از تیمار آنزیمی، کلاسه بندی الیاف انجام و پراکنش ابعادی الیاف و نرمه های موجود در انواع خمیرکاغذ ها مشخص گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که اثر آنزیم سلولاز بر خمیر کاغذهای شیمیایی و خمیر کاغذ های با لیگنین کمتر، بیشتر از خمیرهای نیمه شیمیایی با لیگنین بیشتر است. تیمار آنزیمی سلولاز باعث افزایش ویژگی های مقاومتی خمیر کاغذ های با سلولز بیشتر و بهبود قابلیت آبگیری خمیرکاغذ های با نرمه های الیاف بیشتر مانند خمیر کاغذهای CMP و OCC شده است.

    کلیدواژگان: آنزیم سلولاز، ویژگی های مقاومتی، خمیر کارتن بازیافتی، خمیر جوهرزدایی شده، خمیر شیمیائی- مکانیکی و خمیر کرافت رنگ بری شده
  • افسانه شهرکی، بابک نصرتی ششکل*، مهدی جنوبی، مجید عبدوس، محمد دهمرده قلعه نو صفحات 217-234
    هدف از انجام این تحقیق، بررسی خواص مکانیکی، دینامیکی- مکانیکی و ریخت شناسی نانوکامپوزیت های سه جزیی پلی کاپرولاکتون/ پلی لاکتیک اسید و نانو کریستال سلولز می باشد. برای این منظور، نانوکامپوزیت ها با استفاده از روش ریخته گری حلال ساخته شدند. سپس آزمون های مکانیکی شامل مقاومت کششی، مدول الاستیسیته و تغییر طول تا شکست و آزمون دینامیکی مکانیکی برای به دست آوردن مدول ذخیره، مدول اتلاف و فاکتور اتلاف بر روی نانوکامپوزیت ها انجام شد. به منظور بررسی ریخت شناسی نانوکامپوزیت ها از میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی و برای بررسی واکنش های احتمالی صورت گرفته از طیف سنجی مادون قرمز استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش نانوکریستال سلولز و پلی لاکتیک اسید تا یک حد مشخص، خواص مکانیکی و دینامیکی- مکانیکی بهبود یافت. میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی حضور نانو ذرات در نانوکامپوزیت ها را تایید کرد و نتایج طیف سنجی مادون قرمز، واکنش هیدروژنی میان گروه های هیدروکسیل نانو کریستال سلولز با گروه های کربونیل پلی کاپرولاکتون و پلی لاکتیک اسید و همچنین گروه های هیدروکسیل و گروه های کربونیل هر دو نوع پلیمر با یکدیگر را تایید کرد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، خواص دینامیکی- مکانیکی، نانوکریستال سلولز، طیف سنجی مادون قرمز
  • نجمه موسوی، نورالدین نظرنژاد*، قاسم اسدپور صفحات 235-246
    لیکورسیاه فرآورده جانبی خمیرسازی شیمیایی است و سالیانه حدود 500 میلیون تن لیکورسیاه در کارخانه های خمیرکاغذ دنیا تولید می شود که حدود 95 درصد آن برای مصرف سوخت و فقط 2 درصد آن برای تولید محصولات ویژه باارزش افزوده بالاتر استفاده می گردد. به منظور بازیابی موثرتر لیگنین، رسوب اسیدی لیکورسیاه با استفاده از پیش تیمار تزریق گاز اخیرا موردمطالعه قرارگرفته است. مطالعات انجام شده، مزیت روش تزریق گاز توسط دی اکسیدکربن به عنوان پیش تیمار را کاهش مصرف اسید سولفوریک، افزایش بازده و خلوص لیگنین بیان داشته اند. کارخانه های خمیر و کاغذ کشور پتانسیل بازیابی لیگنین را به که به عنوان سوخت سوزانده می شود را دارا می باشد، ازاین رو این تحقیق به منظور بررسی روش های نوین بازیابی لیگنین بر روی لیکور سیاه کرافت پهن برگان ایران انجام شده است. پیش تیمار با استفاده از تزریق دی اکسید کربن درروش لیگنوبوست و همچنین تزریق دومرحله ای اکسیژن-دی اکسید کربن در روش لیگنوفورس تحت فشار 2 بار و دمای 80 درجه بر روی لیکور سیاه کرافت انجام شد، سپس pH توسط اسید سولفوریک 6 مولار به 2-3 کاهش یافت و لیگنین با استفاده از شستشو و فیلتراسیون به طور کامل بازیابی و در دمای 50 درجه خشک شد. به منظور بررسی پایداری حرارتی، ساختار شیمیایی و مورفولوژی و ابعاد لیگنین بازیابی شده آزمون های TGA، FTIR،SEM و AFM انجام شد. همچنین میزان اسید مصرفی، بازده و میزان خاکستر محاسبه شد. مقدار اسید مصرفی و درصد خاکستر لیگنین بازیابی شده فرآیندهای تزریق گاز کمتر از روش رسوب اسیدی بدون تزریق گاز بوده است. علاوه بر این روش تزریق اکسیژن-دی اکسیدکربن بازده بالاتری را در مقایسه با تزریق دی اکسیدکربن نشان داد. نتایج FTIR ساختارشیمیای مشابهی را در لیگنین های بازیابی شده به اثبات رساند. تصاویر AFM و SEM لیگنین تولیدشده به روش پیش تیمار تزریق دی اکسیدکربن ذرات بزرگتر و همچنین پایداری حرارتی بالاتری در مقایسه با تزریق اکسیژن - دی اکسید کربن نشان داد.
    کلیدواژگان: لیکور سیاه پهن برگان، تزریق اکسیژن، تزریق دی اکسید کربن، لیگنین
  • سامان قهری*، رضا حاجی حسنی صفحات 247-257
    با توجه به مشکلات زیست محیطی انتشار فرمالدهید و قوانین محدودکننده سازمان های نظارتی، امروزه جوامع علمی و صنعتی در دنیا استفاده از چسب های بدون فرمالدهید را به عنوان یک راهکار جایگزین برای چسب های متداول در تولید فرآورده های چوبی موردتوجه قرار داده اند. این تحقیق نیز باهدف بررسی استفاده از الیاف حاصل از کارتن کهنه در ساخت تخته فیبر با استفاده از چسب سویا انجام شده است. برای اصلاح چسب سویا از اسید تانیک به عنوان تانن هیدرولیز شدنی استفاده گردید. هم چنین الیاف کارتن کهنه با نسبت های وزنی 0، 25، 50 و 75 درصد وزن خشک الیاف چوبی در ساخت تخته فیبر استفاده شدند. نتایج حاصل از طیف سنجی FTIR نشان دادند که تانن مورداستفاده با اسیدهای آمینه موجود در پروتئین سویا وارد واکنش شده اند و احتمالا پیوندهای کووالانسی برقرار نموده اند. نتایج آزمایش های فیزیکی و مکانیکی تخته فیبرها نیز نشان دادند که ویژگی های موردبررسی در تخته های خام تولیدشده پایین تر از حد استاندارد 5-622 EN هستند. با توجه به اینکه این تخته ها می توانند به صورت روکش شده به عنوان تخته های سبز و بدون انتشار فرمالدهید در مکان های حساس به انتشار گاز فرمالدهید مورداستفاده قرار گیرند، نیاز به بهینه سازی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی این نوع از فرآورده های چوبی ضروری است.
    کلیدواژگان: فرآورده های چندسازه چوب، الیاف بازیافتی، چسب دوستدار محیط زیست، تانن
  • مریم قربانی*، آزاده نیکخواه شهمیرزادی صفحات 259-270
    اصلاح چوب با اصلاح کننده های دیواره ای مانند اپوکسیدها و انیدریدها می تواند به تغییر خواص کاربردی چوب منتهی شود. این احتمال وجود دارد که تغییر شرایط واکنش در اصلاح با ترکیبات شیمیایی دارای واکنش پذیری متفاوت، اثر مطلوب تری بر خواص چوب داشته-باشد. این پژوهش با هدف بررسی اثر اصلاح دیواره ای با گلیسیدیل متاکریلات و انیدریدمالییک بر خواص کاربردی چوب پلیمر صنوبر-استایرن انجام شد. نمونه های آزمونی به 10 گروه شاهد، اشباع با مونومر استایرن، و اصلاح تلفیقی دیواره ای (گلیسیدیل متاکریلات یا انیدریدمالییک) در 4 غلظت 10، 20، 30 و 40 درصد/ اشباع با مونومر استایرن تفکیک شدند. اصلاح دیواره ای با افزایش معنی دار وزن و نرخ تبدیل مونومر به پلیمر، موجب بهبود آب گریزی و ثبات ابعاد نمونه های چوب پلیمر گردید که برای گلیسیدیل متاکریلات بیش از -انیدریدمالییک بود. با افزایش غلظت گلیسیدیل متاکریلات از 30 به 40 درصد و حجیم شدگی دیواره سلولی، احتمالا ترک هایی در دیواره ایجاد شد که به افزایش جذب آب و تغییرات ابعاد انجامید. وجود مونومر در کنار اصلاح دیواره ای با کاهش قطبیت چوب، توزیع مناسب مونومر در ساختار چوب، و بهبود اتصال پلیمر و چوب، سبب افزایش خواص مکانیکی فرآورده چوب پلیمر شد که در نمونه های اصلاح شده با گلیسیدیل متاکریلات/استایرن، بیشترین بهبود را نشان داد. اصلاح دیواره با انیدریدمالییک و گلیسیدیل متاکریلات از طریق کاهش گروه های هیدروکسیل، تغییر ساختار هلوسلولز، و حضور پلیمر به عنوان یک مانع فیزیکی سخت در چوب، از توسعه میسیلیوم های قارچ جلوگیری نمود. اثر گلیسیدیل متاکریلات تا غلظت 20 درصد در تلفیق با مونومر بر بهبود مقاومت زیستی محسوس تر بود و با افزایش غلظت به 40 درصد، اختلاف آماری معنی داری با انیدریدمالییک مشاهده نشد. بهبود خواص مکانیکی نمونه های اصلاح شده را می توان به تشکیل پلیمرها با کارایی عالی و اثر خوب کمپلکس پلیمر با دیواره های سلولی نسبت داد. اثر گلیسیدیل متاکریلات تا غلظت 20 درصد در اغلب خواص محسوس تر از انیدریدمالییک بود، ولی با افزایش غلظت و احتمالا ظهور ترک هایی در دیواره سلولی، کارآمدی اصلاح انیدریدمالییک بیشتر از گلیسیدیل متاکریلات شد.
    کلیدواژگان: چوب پلیمر، گلیسیدیل متاکریلات، انیدریدمالئیک، فیزیکی، مکانیکی، پوسیدگی
  • بیتا معزی پور*، معراج شرری صفحات 271-282
    در این مطالعه، الیاف موجود در پسماند تخته فیبر با دانسیته متوسط با استفاده از دیگ پخت بازیافت شدند. سپس از این الیاف برای تولید نانوکریستال سلولز استفاده شد. مورفولوژی، ساختار شیمیایی و بقایای رزین روی الیاف مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تولید نانوکریستال سلولز از روش هیدرولیز اسیدی استفاده شد. خصوصیات نانوکریستال سلولز ساخته شده از الیاف بکر و بازیافتی بررسی شد. نتایج نشان دهنده تغییر در مورفولوژی و ساختار شیمیایی الیاف بازیافتی بود. الیاف بازیافت شده با استفاده از دیگ پخت در مقایسه با الیاف بازیافت شده از روش مرسوم بازیافت (با استفاده از اتوکلاو) کیفیت بهتری داشتند. آنالیز عنصری نشان داد که بعد از بازیافت، بقایای رزین روی الیاف بجا می ماند.با توجه به مدت زمان کوتاه تر تیمار حرارتی و حذف مرحله جداسازی مکانیکی و کیفیت بهتر الیاف بازیافتی، می توان گفت استفاده از دیگ پخت روش کارآمدی برای بازیافت پسماندتخته فیبر با دانسیته متوسط محسوب می شود. بررسی خواص نانو کریستال سلولز نشان داد که هیچ تفاوتی بین نانو سلولزهای تولیدشده از الیاف بکر و بازیافتی وجود ندارد و الیاف بازیافتی می توانند به خوبی برای تولید نانو کریستال سلولز مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: بازیافت، پسماند ام دی اف، دیگ پخت، اتوکلاو، نانوکریستال سلولز
  • محمد عربی*، اکبر رستم پور هفتخوانی، رضا پوربابا صفحات 283-297

    امروزه روش های مدلسازی متعددی برای پیش آگاهی و کاهش هزینه های تولید به منظور پیش بینی خواص فیزیکی و مکانیکی فراورده های صفحه ای چوبی استفاده می شود. از جمله این روش ها می توان به روش رگرسیون های و شبکه عصبی مصنوعی اشاره کرد. در این تحقیق امکان پیش بینی مقادیر مدول خمشی (MOR) و مدول الاستیسیته (MOE) تخته خرده چوب با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چند متغیره و بر اساس مهم ترین پارامتر های ساختاری تخته خرده چوب مانند دانسیته در سه سطح (65/0، 7/0، g/cm3 75/0)، درصد چسب در سه سطح (8، 5/9 و %11) و ضریب کشیدگی در سه سطح (13، 33 و 47) بررسی شد. داده های آزمایشگاهی و داده های پیش بینی شده با مدل های مختلف براساس پارامترهای میانگین قدر مطلق خطا (MAPE)، میانگین مربع خطا (MSE) و ضریب تعیین (R2) مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که اگرچه هر دو مدل رگرسیون خطی چندگانه و شبکه عصبی مصنوعی توانایی پیش بینی مقادیر MOR و MOE را با دقت بالایی دارند، اما شبکه عصبی مصنوعی نسبت به رگرسیون خطی چند گانه، مدول خمشی و مدول الاستیسیته تخته خرده چوب را با R2 بالاتر و MAPE کمتری پیش بینی نمود. مقادیر R2 و MAPE برای شبکه عصبی به ترتیب 77 /0 و 72/7 درصد برای MOR و 86/0 و 7 درصد برای MOE به دست آمدند. مقادیر متناظر آنها برای مدل رگرسیون چندگانه به ترتیب 3/8 و 738/0، و 06/9 و 783/0 بودند. این مقدار خطا برای پیش بینی خواص تخته خرده چوب از نظر صنعتی و کاربردی رضایت بخش است.

    کلیدواژگان: تخته خرده چوب، مدول خمشی، مدول الاستیسیته، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون
  • دنیا انصاری موحد*، مهدی جنوبی، سید رحمان جعفری پطرودی صفحات 299-307
    در این مطالعه، تاثیر استفاده از جفت کننده مالییک انیدرید و اکسید کننده در بهبود خواص فرآورده های مرکب ساخته شده از پلی پروپیلن و نانوکریستال سلولز بررسی شد. سپس خواص مکانیکی، ریخت شناسی و مرفولوژی در این فرآورده های مرکب بررسی گردید. مقاومت کششی، با افزایش میزان نانوکریستال سلولز افزایش یافت، اما با بالا رفتن درصد مصرف (5 درصد)، اندکی روند کاهشی پیدا نمود. در اثر افزودن جفت کننده مالییک انیدرید و اکسیدکننده، خواص مکانیکی فرآورده مرکب برخلاف انتظار کاهش یافت. تحلیل و بررسی زاویه تماس نمونه ها نیز، کاهش رفتار ترشوندگی، در اثر افزایش استفاده از نانوکریستال سلولز و همچنین مالییک انیدرید و اکسید کننده را نشان داد.
    کلیدواژگان: پلی پروپیلن، نانوکریستال سلولز، مقاومت کششی، جفت کننده مالئیک انیدرید، فرآورده مرکب
|
  • Majid Arefi *, Hamidreza Taghiyari, Hamidreza Pirayesh Pages 175-184

    In furniture production, polishing processes are very important for the technical, economic, and aesthetic performance of wood materials. Thus, surface coating with paints can protect wood against specific environmental factors such as moisture, changes in dimensions, and degradation by microorganisms including fungi. This study aimed to investigate the effect of nano-wollastonite (0, 5, and 10%) on moisture resistance in sealer-killer and sealer-semi-polyester paints on Fagus orientalis, Abies sp, and Populus sp. The results showed that among the studied species, beech treated with nano and without nano had better adhesion resistance compared with Abies. Also, the performance of semi-polyester paint was better on tensile strength compared with killer paint. Finally, the highest adhesion resistance was related to the 5% nano-wollastonite.

    Keywords: Mechanical resistance, semi-polyester, killer, Nano-wollastonite
  • Robab Najideh, Mehdi Rahmaninia *, Amir Khosravani Pages 185-194
    In the current research, the feasibility of producing cellulose nanofibers from waste printing and writing paper and its potential for application as an additive in recycled pulp was considered. Although the origin of pulps for producing nanofibers were recycled ones, but they were hardly converted into nanofibers by mechanical force after mild acid pretreatment by applying 8% wt. of pure sulfuric acid relative to amounts of dry fibers in the pulp suspension with 1% consistency at 70°C for 1 hour. Analysis of nanofibers by transmission electron microscopy showed the successful production of fibers with nano-diameter (25-50 nanometer). Then, the ability of this product to improve the strength properties of recycled paper and also its effect on drainage of pulp (as one of the most important process properties) were investigated. In this regard, these cellulose nanofibers were added to the recycled fibers at 0, 3, 6 and 9% consumption levels (based on dry weight of pulp) with 1500 rpm agitation for 10 minutes. Results showed that all dosages of cellulose nanofibers had a positive effect on strength properties. The highest dosage of nanofibers improved the tensile and tear indices 31% and 17%, respectively. Also, nanofibers application didn’t change the opacity and brightness of the produced sheets. In addition, pulp drainage was decreased significantly by applying nanofibers. The results of current study showed the potential of nanofibers produced from recycled fibers for improving the properties of final papers, especially the mechanical ones and more aspects can be considered deeply in future investigations.
    Keywords: Recycled Fibers, Cellulose Nanofibers, Resistance properties, Drainage
  • Fahime yousefi *, Yahya Hamzeh, mohsen mohamadi achacheloei Pages 195-205

    The conservation and preservation of historical paper as cultural and historical heritage against harmful factors such as microorganisms is important. It was shown that the thiophanate methyl antifungal in 200 PPM concentration could inhibit destructive effect of several fungi on paper without negative effects. However, it is necessary to complete the studies by investigation the effect of thiophanate methyl on other materials used in historical paper, including inks.In this research, the effect of thiophanate methyl on gall ink as the most widely used ink in historical paper was studied.For this purpose, after the ink preparation and placing it on the paper surface, the samples were immersed in a solution containing thiophanate methyl, and the effect of accelerated aging on gall ink and treated gall ink were investigated by determination of pH, color, and tensile strength of paper as well as by FTIR-ATR spectroscopy and SEM microscopy. The pH results showed that the gall ink is highly acidic, which causes the acid hydrolysis reaction lowering the paper strength. Moreover, thiophanate methyl in concentration of 200 ppm brightens the color of the gall ink. Due to the adverse effect of paper immersion on paper strength, the treatment should be conducted by spray method. Overall, although thiophanate methyl could protect the historical papers against fungus, but it showed various adverse effects on the gall ink that should be considered.

    Keywords: Thiophanate-methyl, restoration, conservation, fungicide, gall ink, paper
  • Ghasem Asadpour *, Mahsa Talebi, Hosain Resalati Pages 207-215

    Enzymatic treatments have different effects on different types of pulps. In this study, the effect of cellulase treatment on drainage and dewatering capability and also paper strength properties of four types of first-hand (virgin) and recycled pulp was investigated. First-hand pulp included chemi-mechanical pulp (CMP) made from hardwoods (mixture of beech, hornbeam and poplar) of Iran northern forest and imported softwood bleached Kraft pulp (BKP) while recycled pulp comprised of old corrugated containerboard (OCC) pulp and deinked pulp (DIP). Both types of recycled pulps have been sourced from domestic factories in Iran. For enzyme treatment of pulp, the consistency of the pulp was set at 10%, the cellulase enzyme intake was 0.5% based on the dry weight of the pulp, the temperature, time and pH of the reaction were set at 50 Celsius centigrade, 60 min, and 5.5 to 6.5, respectively. From all kind of the pulp, before enzymatic treatment, fiber classification was performed in Bauer McNett fiber classifier and dimensional distribution of fibers and fine content in different types of pulp was determined. The results of this study showed that the effect of cellulase enzyme on chemical pulps with less lignin is more than semi-chemical pulp with more lignin and low cellulose. Cellulase enzymatic treatment increases the strength properties of pulp with more cellulose and improves the drain ability of the pulps with more fine content such as CMP and OCC.

    Keywords: cellulase enzyme, Strength Properties, old corrugated containerboard, deinked pulp, Chemi-Mechanical pulp, bleached Kraft pulp
  • Afsaneh Shahreki, Babak Nosrati Sheshkal *, Mehdi Jonoobi, Majid Abdouss, Mohammad Dahmardeh Ghalehno Pages 217-234
    The aim of this study was to investigate the mechanical, dynamic-mechanical and morphological properties of poly-capro-lactone/poly-lactic acid/cellulose nano crystal three-component nanocomposites. For this purpose, the nanocomposites were manufactured using casting solution method. Then, mechanical tests including tensile strength, tensile modulus and elongation at break and dynamic-mechanical test including storage modulus, loss modulus and loss factor were performed on nanocomposites. Field emission scanning electron microscopy was used to study the morphology of the nanocomposites and infrared spectroscopy was used to investigate possible reactions. The result showed that with increasing cellulose nano crystal and poly-lactic acid, the mechanical and dynamic-mechanical properties were improved. Field emission scanning electron microscopy confirmed the presence of nanoparticles in the nanocomposites and the results of infrared spectroscopy confirmed the hydrogen reaction between the hydroxyl groups of cellulose nano crystal with the carbonyl groups of poly-capro-lactone and poly-lactic acid, as well as the hydroxyl groups and carbonyl groups of both polymers with each other.
    Keywords: Nanocomposites, dynamic-mechanical properties, cellulose nano crystal, Infrared spectroscopy
  • Najmeh Mosavi, Ghasem Asadpour Pages 235-246
    Black liquors are produced as a byproduct of chemical pulping and About 500 million tons of black liquor are produced annually in pulp mills around the world, of which about 95% for fuel consumption and only 2% for the production of special products with higher added value are used. In order to recover more effectively, acidic precipitation of black liquor using gas injection pretreatment has been studied recently. Previous studies have shown the advantage of carbon dioxide injection as pretreatment to reduce sulfuric acid consumption, increase yield and purity of lignin. The Iranian’s pulp and paper mills have the potential to recover lignin, which is burned as fuel. Therefore, this study was performed to investigate new methods of lignin recovery on hardwood Kraft black liquor in Iran. Pretreatment was done using carbon dioxide injection in lignoboost method as well as two-stage oxygen-carbon dioxide injection in Lignoforce method under 2 bar pressure and 80 ° C on Kraft black liquor, Then, the pH was decreased to 2-3 using 6 M sulfuric acid to precipitate the lignin, which was then separated by filtration and washed with water. Finally, the recovered lignin was dried at 50º C. TGA, FTIR, SEM and AFM tests were performed to evaluate the thermal stability, chemical structure, morphology and dimensions of recovered lignin. Also, acid consumption, yield and ash content were calculated. The amount of acid consumed and the ash percentage of lignin recovered from gas injection processes was less than the non-injection method. In addition, the oxygen-carbon dioxide injection method showed higher efficiency compared to the carbon dioxide injection. FTIR results demonstrated a similar chemical structure in the recovered lignin. AFM and SEM images of lignin produced by pretreatment with carbon dioxide injection showed larger particles as well as higher thermal stability compared to oxygen-carbon dioxide injection.
    Keywords: Hardwood black liquor, Oxygen injection, Carbon dioxide, Lignin
  • Saman Ghahri *, Reza Hajihassani Pages 247-257
    Due to the environmental problems of formaldehyde gas emission, governments, manufacturers and scientific societies are looking for a solution to replace urea-formaldehyde adhesive by non-formaldehyde one for wood composites. So, this research was conducted on the feasibility of using old corrugated container fibers and tannin improved soy flour-based adhesive in green fiberboard production. For this reason, Tannic acid (as hydrolysable tannin) by 10 wt% was used as a modifier for soy adhesive and old corrugated container fibers were used in 0, 25, 50 and, 75 wt% based on the dry weight. The results of FTIR showed the chemical bonding between tannin ingredient and soy amino acids by forming a possible covalent bond. Also, the results showed that the physical and mechanical properties of manufactured raw fiberboard did not meet the EN 622-5 standard. Moreover, results indicated that this type of fiberboard needs more investigation, especially in the dry process. These manufactured boards have good potential to be used as a core material in wall and roof sandwich panels without any formaldehyde emission but more improvements are needed in physical and mechanical properties.
    Keywords: wood-based composites, Recycled Fibers, environment-friendly adhesive, Tannin
  • Azadeh Nikkhah Pages 259-270
    Wood modification with cell wall modifiers change the practical properties of wood. Likely, changing the modification conditions with chemicals by different reactivity has a more favorable effect on wood properties. This research was conducted to determine the effect of cell wall modification with glycidyl methacrylate (GMA) and maleic anhydride (MA) on practical properties of wood polymer composite. Test samples were divided into ten groups; control, impregnated with styrene, and combined modification of cell wall (GMA and MA) at four concentrations of 10, 20, 30 and 40%/styrene. Cell wall modification, with increase in weight and conversion rate, improved hydrophobicity and dimensional stability of specimens which for GMA was more than MA. With increasing of the GMA concentration from 30 to 40% and cell wall bulking, cracks probably formed in the cell wall that increased water uptake and dimensional changes. The presence of monomer along with modification, by reducing the polarity of wood, uniform distribution of monomer in wood, and improving the adhesion between polymer and wood, increased the mechanical properties of composites, which showed the highest improvement in GMA/styrene. Modification with MA and GMA prevented the fungi mycelium development through reducing hydroxyl groups, changing the hollocellulose structure, and the presence of polymer as a physical barrier. The effect of GMA combined with monomer created more improvement on biological resistance up to 20% concentration, and by increasing the concentration to 40%, it did not show a significant difference with MA. The mechanical properties improvement can be attributed to the formation of polymers with excellent performance and the effect of modification on the cell walls. In most properties, the effect of GMA up to 20% concentration was more than MA, but with increasing concentration and possibly the appearance of cracks in the cell wall, the efficiency of MA modification was higher than GMA.
    Keywords: Wood–polymer, glycidyl methacrylate, maleic anhydride, physical properties, Mechanical, Decay
  • Bita Moezzipour *, Mearaj Sharari Pages 271-282
    In this study, the fibers contained in the medium density fiberboard wastes were recycled using a digester. These fibers were then used to produce cellulose nanocrystals. Morphology, chemical structure and resin residues on fibers were investigated. The acid hydrolysis method was utilized to production cellulose nanocrystals. The properties of nanocrystals made from virgin and recycled fibers were investigated. The results showed changes in the morphology and chemical structure of the recycled fibers. The fibers recycled using digester had better quality as compared to the recycled fibers using conventional recycling method (using autoclave). Elemental analysis showed that after recycling, resin residues remained on the fibers. Due to the shorter duration of heat treatment and the elimination of mechanical separation and better quality of recycled fibers, it can be said that the utilization of digester considered as an efficient method for recycling medium density fiberboard wastes. Investigation of nanocrystalline cellulose properties showed that there was no difference between nanocellulose produced from virgin and recycled fibers and the recycled fibers can be well utilized to production of cellulose nano crystals.
    Keywords: Recycling, MDF wastes, Digester, Autoclave, Cellulose nanocrystals
  • Mohammad Arabi *, Akbar Rostampour Haftkhani, Reza Poorbaba Pages 283-297

    Today, several modeling methods have been used to cost-efficiently predict the physical and mechanical properties of wood-based panel products which in turn reduce the cost of quality control of these products. Two common methods include regression and artificial neural network (ANN). In this study, the possibility of predicting the modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) of particleboard by simple and multiple linear regression and ANN based on structural parameters including density in three levels (0.65, 0.7, and 0.75 g/cm3), slenderness ratio of particles in three levels (47, 30, and 13) adhesive percent in three level of (8, 9.5, and 11%) were evaluated. experimental and predicted data were compared with different criteria including mean absolute percentage error (MAPE), mean squared error (MSE) and coefficient of determination (R2). The results revealed that although both multiple linear regression models and artificial neural network were able to predict MOR and MOE values with acceptable accuracy, but ANN model predicted them with higher R2 and lower MAPE than multiple linear regression model. The value of MAPE and R2, for prediction of MOR and MOE by ANN model were 7.72% and 0.77, and 7% and 0.86, respectively. the corresponding value for multiple regression model were 8.3% and 0.738, and 9.06% and 0.783, respectively. These levels of error are industrially and practically satisfactory for the prediction of properties in particleboard.

    Keywords: Particleboard, Modulus of rupture, Modulus of Elasticity, Artificial neural network, Multiple Linear Regression
  • Donya Ansari Movahed *, Mehdi Jonoobi, Seyed Rahman Djafari Petroudy Pages 299-307
    In this study, the effect of using maleic anhydride and oxidizer (dicumyl peroxide) in improving the properties of composites made of polypropylene and cellulose nanocrystal was investigated. Then, the mechanical, and morphological properties of these composite products were explored. Tensile strength increased with increasing cellulose nanocrystal, but it decreased slightly while 5% of cellulose nanocrystal were added. Due to the addition of maleic anhydride and oxidizer, the mechanical properties of the composite product were reduced which was not expected. Analysis of the contact angle of the samples also showed a decrease in wettability behavior due to increased use of nanocrystalline cellulose as well as maleic anhydride and dicumyl peroxide.
    Keywords: Polypropylene, Cellulose nanocrystals, Tensile strength, maleic anhydride, Composite