پژوهشگران ایرانی موفق شدند با انرژی کم، ژل نانو الیاف پوست کنف و کاغذهای ترکیبی نانو الیاف را تولید کنند. این محققان برای دستیابی به این موفقیت در دو بخش به بررسی قابلیت تقویت‌کنندگی نانو الیاف سلولزی کنف در تولید کاغذ کرافت، با خمیر کاغذ پایه صنعتی، پرداختند.
قابلیت تقویت‌کنندگی نانو الیاف سلولزی کنف در تولید کاغذ کرافت
پژوهشگران ایرانی موفق شدند با انرژی کم، ژل نانو الیاف پوست کنف و کاغذهای ترکیبی نانو الیاف را تولید کنند. این محققان برای دستیابی به این موفقیت در دو بخش به بررسی قابلیت تقویت‌کنندگی نانو الیاف سلولزی کنف در تولید کاغذ کرافت، با خمیر کاغذ پایه صنعتی، پرداختند. این محصول تولیدی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی بهتری را نسبت به کاغذهای ترکیبی یا اندود شده با نانو الیاف حاصل از خمیر کرافت قهواه‌ای سوزنی برگ تجارتی، دارند.
دکتر پژمان رضایتی چرانی عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، در این باره گفت: «پایان نامه بنده با عنوان “تولید و به‌کارگیری نانو الیاف کنف برای بهبود ویژگی‌های کاغذ کرافت” بود که مرحله تهیه خمیرکاغذ کرافت قهوه‌ای از کنف در ایران انجام شد و بقیه مراحل آن در مرکز خمیر و کاغذ کشور سوئد، Innventia AB، انجام گردید. هدف از این کار بررسی قابلیت تولید نانو الیاف از خمیر کرافت قهوه‌ای کنف و تقویت‌کنندگی آن در تولید کاغذ کرافت، با خمیر کاغذ پایه صنعتی حاصل از مخلوط پهن‌برگان شرکت چوب و کاغذ ایران بود. در بخش نخست این طرح اقدام به ارزیابی قابلیت تولید نانوالیاف سلولزی از خمیرکاغذ کرافت رنگبری نشده از ساقه کنف گردید و در بخش دوم قابلیت تقویت کنندگی آن در صورت استفاده همراه با خمیر کاغذ کرافت قهوه‌ای مخلوط پهن‌برگان برای تولید کاغذ مورد ارزیابی قرار گرفت».
نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد که کاغذهای ترکیبی یا اندود شده با نانو الیاف حاصل از خمیر کرافت قهوه‌ای پوست کنف، ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی بهتری نسبت به کاغذهای ترکیبی یا اندود شده با نانو الیاف حاصل از خمیر کرافت قهواه‌ای سوزنی‌برگ تجارتی داشتند. همچنین خمیر کاغذ کرافت قهوه‌ای (رنگبری نشده) حاصل از پوست کنف در مقایسه با خمیر کاغذ کرافت قهوه‌ای (رنگبری نشده) سوزنی‌برگان می‌تواند با سهولت بیش‌تری به ژل نانو الیاف تبدیل گردد؛ به‌طوری که با عبور سوسپانسیون خمیر کاغذ رنگبری نشده پوست کنف با درصد خشکی بیش‌تر (حدود ۵/۵ درصد) از محدوده متداول (۱ تا ۲ درصد) از میکروسیال‌کننده نیز می‌توان ژل نانو الیاف تولید نمود. این حالت برای خمیر کاغذ کرافت کاج جنگلی، بهعنوان یک منبع خمیرکاغذ الیاف بلند سوزنی برگ تجارتی، امکان‌پذیر نبود. بنابراین می‌توان با انرژی کم‌تری، ژل نانو الیاف پوست کنف تولید نمود.
این طرح نشان داد که می‌توان از خمیر قهوه‌ای ساقه کنف به عنوان یک گیاه لیگنوسلولزی غیر چوبی، با مصرف کمتر از ۴۰۰ کیلو وات ساعت، نانوالیاف سلولزی به روش مکانیکی تهیه کرد که با محاسبه سرانگشتی هزینه جاری جهت تولید نانوالیاف سلولزی حاصل از خمیر مربوطه، به کمتر از ۲۰ هزار تومان به ازای هر کیلوگرم نانوالیاف سلولزی می‌رسد. به گفته رضایتی در صورت بکارگیری این طرح درصنایع کاغذسازی، کشور از واردات انواع کاغذ مرغوب به‌ویژه برای مصارف کارتن‌سازی بی‌نیاز می‌شود. همچنین قابلیت استفاده از منابع خمیر کاغذ با مرغوبیت کم مثل کاغذهای بازیافتی برای تولیدات کاغذ و مقوا، از طریق تقویت با نانو الیاف سلولزی، برای صنایع مرتبط فراهم می‌شود. این درحالی است که رضایتی معتقد است که در صورت حمایت مالی از این طرح می‌توان تولید این محصول را بومی کرد.
وی در مورد ادامه تحقیقات نیز افزود: «در حال حاضر تلاش‌هایی برای طراحی و ساخت آن در داخل کشور صورت گرفته است که به دلیل نبود دستگاه مشابه، پیشرفت زیادی نداشته است و لذا در حال حاضر به دنبال پیگیری بهینه‌سازی استفاده از نانو الیاف سلولزی برای تقویت کاغذهای حاصل از خمیر چوب پهن‌برگان و باگاس مربوط به شرکت چوب و کاغذ ایران (چوکا) و کاغذسازی پارس، در گام نخست، در مقیاس آزمایشگاهی هستیم».
نتایج این کار تحقیقاتی که به‌وسیله‌ی دکتر پژمان رضایتی چرانی و همکاران وی صورت گرفته است، منجر به انتشار دو مقاله در مجله Cellulose (جلد ۲۰، شماره ۵، اکتبر ۲۰۱۳، صفحات ۲۵۵۹-۲۵۶۷ و جلد ۲۰، شماره ۲، آوریل ۲۰۱۳، صفحات ۷۲۷-۷۴۰) شده است.
