Aplicació superficial de nanofibres de cel·lulosa sobre suports de paper línia marró per dotar-los de propietats millorades

Abstract

A causa de l’increment de la demanda de paper i l’escassetat de recursos forestals i agrícoles per suplir-la, aquests darrers anys s’han establert polítiques d’aprofitament en la indústria, les quals es basen en el reciclatge i la reutilització del paper. No obstant, durant els processos de reciclat es produeix pèrdua irreversible de propietats en aquest material, deguda als esforços mecànics al qual el paper és sotmès i per tant, és d’interès per al món industrial buscar solucions per tal d’esmorteir aquest efecte, podent obtenir així paper amb una vida útil major. D’altra banda, cal destacar que el sector del packaging està pràcticament ocupat pels polímers que venen del petroli, una font no renovable, a causa de les seves bones propietats barrera i mecàniques. Per aquest motiu, s’estan establint vies alternatives al seu ús. És en aquest punt on entra el rol de les nanofibres de cel·lulosa (CNF), que permeten modificar els paper per tal de fer-los més competitius en el sector de l’embalatge, aportant propietats especials. En aquest projecte, es van utilitzar CNF, les quals van ser aplicades en massa i a la superfície de suports de paper flutting, amb l’objectiu d’obtenir majors propietats barrera, superficials i físico-mecàniques. A part d’aquestes tècniques, es van utilitzar altres tractaments sobre el material de partida, els quals són el refinat amb enzims i el premsat. Es va demostrar, que l’addició de CNF en massa i el refinat enzimàtic augmentaven significativament les propietats mecàniques del paper, mentre que el premsat, junt amb l’addició de CNF també, afectaven lleugerament a la barrera de l’aire, a causa de que el paper tenia una porositat inferior.

L’estucat amb barra, per la seva banda, va ser la metodologia emprada per a l’aplicació de CNF sobre la superfície del paper. També, es van utilitzar altres agents: l’alcohol de polivinil (PVA) i el dímer d’alquil cetè (AKD); els quals es van combinar amb aquestes últimes, amb la intenció de poder obtenir un producte més funcional, tot analitzant també l’efecte dels components per separat. L’aplicació superficial de CNF i PVA va ser la que millors resultats va donar ja que a part d’incrementar la resistència a tracció, també va millorar les propietats barrera a l’aigua, aire i grassa. L’AKD, en canvi, va permetre obtenir suports amb una superfície capaç de repel·lir l’aigua, a causa del caràcter hidròfob que té, però no va mostrar eficàcia en les altres propietats avaluades. Per concloure el projecte, es van analitzar els suports fabricats mitjançant microscòpia electrònica de rastreig d’emissió de camp (FE-SEM) per tal de determinar quin efecte provocaven les substàncies aplicades superficialment. Es va demostrar que el PVA i CNF creaven una capa uniforme sobre la superfície del paper, justificant així l’augment de propietats barrera, mentre els suports amb AKD presentaven un elevat contingut en porus, i això va explicar el motiu pel qual aquells papers en els quals s’utilitzava aquest últim agent disposaven de qualitats més pobres