در سال هاي اخير به علت افزايش مصرف پلاستيك ها، سنتز پليمرهاي زيست تخريب پذير افزايش يافته است و از آنجا كه اين مواد مي توانند به عنوان يك محافظ فيزيكي محصول عمل نمايند، با ايجاد شرايط فيزيكوشيميايي مناسب منجر به افزايش زمان ماندگاري موادغذايي مي گردند. اما به دليل شكنندگي و ضعف خصوصيات ديگر از قبيل ويژگي هاي مكانيكي، سدي و مقاومت حرارتي پايين، ميزان كارايي آنها براي استفاده در بسته بندي هاي موادغذايي كاهش مي يابد. در نانوكامپوزيت ابداعي، آگار به دليل خاصيت زيست تخريب پذيري، سازگاري با محيط زيست، مقاومت مكانيكي بالا و مقاومت آبي متوسط به عنوان پليمر پايه در نظر گرفته شد و از نانوذرات سلولز نيز به دليل تجديدپذيري و ويژگي هاي فيزيكوشيميايي خوب و همچنين قيمت پايين، دسترسي راحت، وزن كم، ابعاد در مقياس نانو و ويژگي هاي مورفولوژي منحصر به فرد به عنوان عامل تقويت كننده خواص مكانيكي و فيزيكي استفاده شده است. همچنين جهت ايجاد خواص ضد ميكروبي در نانوكامپوزيت حاصل از اسانس مرزه به عنوان يك تركيب طبيعي استفاده گرديد. بنابراين نانوكامپوزيت تهيه شده بدليل دارا بودن خواص مكانيكي و فيزيكي مطلوب و همچنين داشتن اثر ضد ميكروبي در بسته بندي و نگهداري مواد غذايي مي تواند مورد استفاده قرار گيرد.

Using Fines and Fiber Fraction Wastes of Papermaking Mill to Produce Cellulose Film and Derivatives

كربوكسي متيل سلولز يك هيدروژل زيست تخريب پذير و غير سمي و يك مشتق سلولزي است كه در صنعت حفاري چاه‌هاي نفت وگاز به عنوان عامل افزاينده ويسكوزيته و كنترل كننده هرزروي بكار مي‌رود. هدف اين پژوهش يافتن فورمولاسيون ارتقاي كيفيت كربوكسي متيل سلولز جهت استفاده در تركيب سيال حفاري چاه نفت بوده است. منبع سلولزي مورد استفاده در اين تحقيق لينتر پنبه بوده و فورمولاسيون نهايي از طريق بهينه سازي متغيرهاي فرآيندي بدست آمد. پس از انجام پيش تست‌ها و تعيين محدوده موثر براي متغيرهاي مستقل، بهينه‌سازي در قالب روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. فورمولاسيون نهايي استفاده از محلول آبي سود با غلظت 48% و نسبت مولي سود به اسيد 7/1 و زمان قليايي 2 دقيقه بود كه تحت اين شرايط كربوكسي متيل سلولز با درجه جانشيني 1 بدست آمد. همچنين ويسكوزيته محلول آبي حاوي 1% از اين پليمر 2200 سانتي پوآز بود. اين پليمر s1 نام‌گذاري شد و عملكرد آن در تركيب گل حفاري با نمونه تجارتي مورد مقايسه قرار گرفت. به اين منظور خواص رئولوژي و كنترل هرزروي پليمر در سه نوع گل با پايه آب معمولي، آب نمك اشباع و آب كلرور كلسيم آزمون شد. نتايج نشان داد كه s1 بطور موثرتري نسبت به نمونه تجاري مي‌تواند خواص رئولوژيكي گل شامل ويسكوزيته ظاهري، ويسكوزيته پلاستيكي، نقطه تسليم و مقاومت ژله‌اي را افزايش دهد. ميزان هرزروي گل در اثر استفاده از s1 نشان داد، اين پليمر نسبت به نمونه تجارتي به نحو موثرتري مي‌تواند هرزروي گل را كنترل كند. نتايج طيف سنجي مادون قرمز و تفرق اشعه ايكس نشان داد كه تكنيك بكار رفته در فرآيند تهيه پليمر s1 در دو مرحله قليايي و اتري كردن، بسيار موثر بوده است.

اين اختراع مربوط است به تهيه يك زيست پليمر سوپر جاذب كه اثر تغليظ كننده زيادي دارد . هدف استفاده از اين زيست پليمر در تركيب گل حفاري جذب اب زياد توسط گل حفاري حين عمليات حفاري است و همچنين اين پليمر همزمان اثر تغليظ كننده ي گل حفاري را دارد . بنابر خواص ذكر شده هدف ساخت اين زيست پليمر اين است كه اين زيست پليمر به عنوان جايگزين صمغ زانتان در تركيب گل حفاري پايه آبي مورد استفاده قرار گيرد . لازم به ذكر است صمغ زانتان توسط يك باكتري ترشح مي شود . زمينه علمي اختراع : شيمي آلي زيست پليمرها – مشتقات سلولزي- سديم كربوكسي متيل سلولز كاربرد اختراع : اين زيست پليمر مي تواند به عنوان جايگزين صمغ زانتان در تركيب گل حفاري پايه آبي مورد استفاده قرار گيرد . نياز ايران به صمغ زانتان به صورت واردات تامين ميشود . زيرا باكتري زانتاموناس كه صمغ زانتان را ترشح ميكند در اقليم ايران نميتواند رشد كند بنابراين ايران صمغ زانتان را جهت استفاده صنايع خود وارد ميكند. قيمت بالاي صمغ زانتان به اين دليل است كه باكتري زانتاموناس طي شرايط كنترل شده و با صرف زمان و مراقبت زياد صمغ توليد ميكند سپس مراحل خالص سازي صمغ و فراوري آن انجام ميشود . هدف اين اختراع ساخت ماده اي است كه مي تواند به عنوان جايگزين صمغ زانتان در تركيب گل حفاري پايه آبي استفاده شود. . امتيازات بر جسته اين اختراع اين است كه اولا اين زيست پليمر هم زمان هم ويسكوزيته بسيار زيادي را ايجاد مي كند و هم درجه جانشيني زيادي را داراست . در حاليكه در طي فرايند سنتز ، حصول اين دو ويژگي لازمه شرايط معكوس مي باشد بنابراين تهيه محصولي كه دو ويژگي درجه¬ جانشيني و ويسكوزيته¬ي زياد را هم‌زمان دارا باشد، نيازمند دقت وكنترل زيادي در فرآيند است .دوما در تمام مراحل سنتز از هيچ منبع حرارتي استفاده نشده است . از آنجا كه زيست پليمر تهيه شده يك هيدروژل سوپر جاذب و تغليظ كننده قوي است مي تواند به عنوان جايگزين صمغ زانتان در صنايع ذيل مورد استفاده قرار گيرد .صنايغ غذايي .. دارو سازي ..بهداشتي و ارايشي ... رنگ ورزين.. لعاب و سراميك ..نساجي ..كشاورزي و راه سازي و معدن زيست پليمر مذكور طي دو مرحله واكنش شيميايي سنتز شده است .مرحله اول واكنش هاي مذكور مرحه قليايي كردن الياف سلولزي است . مرحله دوم، واكنش اتري كردن سولز قليايي است . واكنش در مرحله ايجاد سلولز قليايي به صورت زير مي باشد: [C6H7O2 (OH) 3] n + n NaOH [C6H7O2 (OH)2 ONa] n + n H2O در مرحله اتري كردن، واكنش به صورت زير است: [C6H7O2 (OH)2 ONa] n + n ClCH2COONa [C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa] n + nNaCl 1 - دستاورد ويژه اين طرح دست يافتن به نوع خاصي از كربوكسي متيل سلولز است كه همزمان در جه جانشيني زياد را دارد و گرانروي زيادي در محلول آبي خود ايجاد مي كند . 2. تمام مراحل سنتز اين محصول بدون اعمال حرارت مي باشد . 3 خواص اين محصول با صمغ زانتان برابري و حتي در برخي خواص از صمغ زانتان برتر است . 4. اين محصول مي‌تواند جانشين صمغ زانتان در صنايع غذايي و صنعت حفاري و ديگر صنايع باشد.. 5 . محصول توليد شده به تمامي صنايعي كه اين محصول را نياز دارند قابل ارائه است. 6 ﺑﺎﮐﺗري زاﻧﺗوﻣوﻧﺎس ﮐﻣﭘﺳﺗرﯾس كه صمغ زانتان را ترشح ميكند در اقليم ايران نميتواند رشد كند و ايران صمغ زانتان را جهت استفاده صنايع خود به كشور وارد ميكند. محصول توليد شده جايگزين صمغ زانتان شده و ديگر نيازي به كشت و پرورش باكتري زانتاموناس و فرآوري محصول آن نمي باشد . بديهي است كشت اين باكتري و فراوري صمغ مترسحه آن شرايط و هزينه هاي خاص خود را دارد كه با جايگزيني اين محصول سنتزي و شيميايي مشكلات تهيه اين صمغ برطرف مي شود. 7. زيست پليمر جايگزين صمغ زانتان نوعي كربوكسي متيل سلولز است كه تهيه آن انجام صحيح يك واكنش شيميايي است. اين ماده براحتي در شرايط آزمايشگاهي توليد شده و در اشل نيمه صنعتي و صنعتي نيز آن را ميتوان توليد نمود.

تصفيه پساب كارخانجات كاغذسازي و بازيافت كاغذ به دليل آلودگي بسيار زياد و تهديد زندگي بشر از ديرباز وجود داشته است. با گسترش تقاضا براي صنايع كاغذ، پيشرفت روز به روز صنعت بازيافت كاغذ بيشتر مورد توجه قرار مي گيرد به طوري كه به ناچار تخليه اين فاضلابها به درون رودخانه ها و طبيعت گسترش يافته است. همچنين بدليل اينكه صنايع بازيافت صنايع جديد هستند و كاغذ توليدي در هر كارخانه زياد نيست لذا استفاده از سيستم هاي تصفيه گران قيمت توسط مديران اين كارخانه ها زياد مورد توجه قرار نمي گيرد. اما چيزي كه هم اكنون بسيار مهم مي باشد، به كارگيري يك روش تصفيه فاضلاب است كه بايد اقتصادي، كارآمد، دراي تجهيزات كم، و ساده باشد كه بتوان اين روش را در كارنجات بازيافت كاغذ باطله و كاغذسازي مورد اجرا قرار داد تا علاوه بر كاهش آلودگي از اين كارخانجات در ميزان آب تازه مصرفي در ساخت كاغذ نيز صرفه جويي شود تا از خساراتي همچون الودگي رودخانه ها، حيات آبزيان و محيط زيست كه در آينده رخ خواهد داد جلوگيري كرد. براي حل اين معضل و جلوگيري از آلودگي ايجاد شده و مصرف آب تازه زياد در كارخانجات بازيافت كاغذ، يك سلول الكتروشيميايي ساخته شد و در تصفيه پساب اين كارخانه ها مورد بررسي قرار گرفت. اين روش كاملا مشكل آلودگي را از بين برده است همچنين بدليل اينكه استفاده از اين تكنيك علاوه بر كاهش ميزان آلودگي، سبب ايجاد آب تصفيه ي شده ي رلال هم شد كه استفاده آن را در ساخت مجدد كاغذ مهيا كرد. نتايج حاصل از تيمار الكتروشيميايي نشان داد استفاده از اين روش توانست بيش از 80 درصد ميزان آلودگي ايجاد شده از پساب را كاهش دهد. همچنين در بررسي ميزان كاهش آلودگي از اين روش با روش هاي ديگر موجود در كارخانجات بازيافت ديده شد كه اين روش بسيار كاراتر و اقتصادي تر است. به طوري كه بيش از 90 درصد آلودگي را از روش شيميايي موجود در كارخانه هاي بازيافت كاغذ كاهش مي دهد. حال با توجه به كارايي بالاي اين تكنيك استفاده آن را در پساب كارخانجات كاغذ و بازيافت كاغذ به صورت يك اختراع عنوان مي كنيم. خلاصه با توجه به كمبود منابع جنگلي و آب مورد نياز صنايع بازيافت كاغذ و گسترش استفاده از الياف بازيافتي و پيشرفت و استقرار اين صنايع در كشور ايران استفاده از اين روش مي تواند شيوه اي نوين، اجرايي و اقتصادي را جهت كنترل آلودگي پساب خروجي اين قبيل كارخانجات و همچنين استفاده مجدد از پساب تيمار شده با اين روش را در ساخت مجدد كاغذ بازيافتي ارائه دهد.

ساخت فرآورده هاي مركب صفحه اي با استفاده از پسماند حاصل از فرآيند بازيافت occ ساخت اين كامپوزيت باعث مي شود كه از ضايعات پلاستيكي غيرقابل تجزيه در كشورمان استفاده شود. چسب افزودني در ساخت اين محصول استقاده نشد، در صورتي كه مقاومت هاي فيزيكي اين كامپوزيت در حد استاندارد است و ميتوان اين كامپوزيت ساخته شده را در شرايط بيروني استفاده كرد. يكي از عواملي كه باعث استفاده پسماندهاي occ در ساخت اين كامپوزيت شد اين است كه اين نوع پسماند به دليل داشتن مقدار قابل توجهي پلاستيك ضايعاتي توانايي تجزيه شدن ندارد. هدف هاي ساخت كامپوزيت با پسماند occ به شرح زير است: 1- موادي كه تجزيه پذير نيستند جايگزين منابع چوبي شوند. امروزه در ساخت كامپوزيت بيشتر از چوب استفاده مي شود كه كاهش روز افزون منابع جنگلي را در بردارد. 2- باعث توليد كامپوزيت با هزينه اوليه كمتر بدون تاثير بر مقاومت ها مي شود. مواد كامپوزيتي بر اساس نوع زمينه، به سه دسته اصلي تقسيم مي شوند: كامپوزيت هاي با زمينه سراميكي، فلزي و پليمري كه متداول ترين آنها، كامپوزيت هاي زمينه پليمري بوده و بيش از 64 % مصرف جهاني كامپوزيت را به خود اختصاص داده اند. اين اختراع از كامپوزيت هاي نوع سوم مي باشد.