تهیه الیاف ویسکوز به روش عمل‌آوری خمیر چوب با پرتودهی الکترونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی/دانشگاه یزد

2 مدرس حق التدریس

3 عضو هیئت علمی دانشگاه ازاد یزد

چکیده

در فرایند مرسوم تولید الیاف ویسکوز در صنعت، برای کاهش درجه پلیمر شدن سلولوز در مرحله پیرسازی از محلول قلیایی سود سوزآور و کربن‌دی‌سولفید با غلظت زیاد طی مدت زمان طولانی استفاده می‌شود. در این پژوهش، سعی شده با استفاده از عمل‌آوری خمیر چوب با تابش پرتوهای الکترونی، درجه پلیمرشدن سلولوز کاهش یابد. در این شرایط، ماده پرتودهی شده می‌تواند در غلظت کمتر محلول سود سوزآور و کربن‌دی‌سولفید حل شود. بنابراین، استفاده از پرتودهی الکترونی باعث کوتا هشدن فرایند تولید، کنترل بیشتر درجه پلیمرشدن، کاهش قابل توجه مصرف مواد شیمیایی و درنهایت کاهش آلودگی زیست‌محیطی می‌شود. بنابراین برای مقایسه، نمونه‌هایی به روش مرسوم در صنعت و عمل‌آوری الکترونی خمیر چوب با دزهای پرتودهی 5،10 و 15 kGy تهیه شدند. نمونه‌های تهیه شده با آزمونهای جذب رنگ، انحلال‌پذیری، طیف‌سنجی زیرقرمز، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) گرماسنجی پویشی تفاضلی(DSC) و کشش بررسی شدند. نتایج حاصل نشان داد، نمونه عمل‌آوری شده با دز پرتودهی 15 kGy  بیشترین مقدار انحلال‌پذیری، همچنین مقدر جذب رطوبت و جذب رنگ را نسبت به سایر نمونه‌ها داشته است. تصاویر SEM  نمونه‌ها، نمایانگر ساختاری خط‌دار در وجه طولی بوده که نشان‌دهنده ساختاری منظم و سطح مقطع برجسته )مضرس( الیاف‌اند. نتایج آزمون DSC نشان داد، نمونه عمل‌آوری شده با دز 15 kGy بیشترین آنتالپی تبخیر را داشته که در توافق با نتایج آزمون جذب رطوبت و جذب رنگ است. همچنین، بیشتر بودن دمای تخریب آن نشان‌دهنده پایداری گرمایی بیشتر این نمونه است. بیشترین مقدار استحکام به نمونه عمل‌آوری شده با دز 15 kGy مربوط بوده، در حالیکه نسبت به روش مرسوم % 10 کاهش داشته است. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Preparation of Viscose Fibers by Treatment of Wood Pulp Using Electron Beam Irradiation

نویسنده [English]

  • mitra tavakoli ardakani 1
چکیده [English]

The conventional process for the production of viscose fibers in reducing the degree of polymerization of cellulose in the stage of ageing is to use alkaline solution of caustic soda and high concentrations of carbon disulfide over a long period of time. In this study, attempts have been made to treat wood pulp by electron beam irradiation so to reduce the degree of polymerization of cellulose. In such cases, the irradiated material may be dissolved in lower alkaline and carbon disulfide concentrations. Thus, treatment by electron irradiation may shorten the manufacturing process, more control on the degree of polymerization and a significant reduction in the consumption of chemicals and at the end to reduce environmental pollution. For comparison, the samples were prepared by conventional processing methods practiced in industry and electron beam treatment with irradiation dose of 5, 10 and 15 kGy. The prepared samples were characterized by water and dye absorption tests, solubility tests, Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy )SEM(, differential scanning calorimeter (DSC) and tensile properties. The results indicated that, an irradiated sample with 15 kGy dose exhibits maximum solubility, moisture and dye uptake. SEM results indicated a striated structure in the longitudinal and regular structural fibers and ridged cross sections. The results of DSC indicated the highest enthalpy of vaporization in the irradiated sample with 15 kGy dose that was in agreement with the results of water and dye absorptions. A high degradation temperature of the irradiated sample with 15 kGy dose revealed its high thermal stability. However, the irradiated sample with 15 kGy dose displayed maximum tensile strength but a decrease in 10% compared to a sample prepared by conventional process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Electron Beams"
  • "Treatment wood pulp"
  • " Degree of polymerization"
  • "Viscose fiber"
  • " Agging"