Under the current situation of the

Under the current situation of the exhausting non-renewable
resources such as coal, oil and natural gas, many efforts have been
directed at extending the utilization of renewable resources for new
energy and new materials [1,2]. Cellulose, natural polymer from the
cell wall of green plants with the formula of (C6H10O5)n, is the most
abundant renewable resources on earth [3,4]. It exists not only in
various plants, but also in some organisms such as bacteria and
animals. The unique chemical and physical properties of cellulose
make it being a biomass resource for many decades, and will still be
an indispensable raw material for papermaking, food, and additives
in optical and pharmaceutical industries [5].
Cellulose molecular chains are biosynthesized and selfassembled
into microfibrils, which are composed of orderly
crystalline domains and disordered amorphous domains. Cellulose
keeps the supramolecular structures and the fiber morphology by
hydrogen bonding within molecular area and van der Waals force
between cellulose chains [6]. The amorphous domains are susceptible
to acid attack because cellulose chains in these regions are
randomly oriented and with a lower density. Nanocrystalline cellulose
(NCC) extracted from natural fibers by acid is in the size of nano-scale, which demonstrates not only the features of nanoparticles,
but also unique strength and optical properties. It was
reported that the rod-like cellulose particles acquired from different
sources through acid hydrolysis are basically with a diameter
from 5 to 20 nm, and a length from 100 nm to several micrometers
[7,8]. Recent researches showed that NCC had wide application
prospects in nanocomposite field [6,9–11], while its application in
pulp and paper has seldom been reported.
In the pulp and paper industry, many efforts have recently
been made to increase the utilization of recycled pulp in producing
paper and paperboard products in order to protect the
environment, save energy and lower production cost [12,13]. However,
with the increase of the ratio of recycled pulp, the strength
and quality of paper and paperboard decreases. Paper strengthening
agents can give the required dry strength to paper and
paperboard even when they are made with a large amount of
recycled pulp. Drainage and retention are also very important
parameters for the deinked pulp in the papermaking process,
because they limit the production efficiency of a paper machine
[14]. As the paper and paperboard industry continues to increase
the speed and output of paper machines, the demands on retention
and drainage aids are increasing greatly. Increased water
system closure and increased water temperatures are also altering
the environment within which the retention and drainage
aid has to function, requiring an alternative approach in many
cases.
The importance of “green” characteristics such as biodegradability,
biocompatibility and favorable CO2 balance grows with the awareness of consumers and engineers [15,16]. To meet the environmental
requirements, so as to make the pulp and papermaking
industry sustainable, it is desirable to develop bio-based papermaking
chemicals [17]. Approaches of effective utilization of renewable
lignocellulosic resources to produce chemicals and materials are
attracting the interest of scientific and industrial committee all
over the world. By applying mechanical, chemical, physical or
biological methods, cellulosic fibers can be disintegrated into cellulose
substructures with micro- or nano-size dimensions, which
have the advantages of bio-based materials such as being lightweight,
bio-degradable, bio-compatible, and renewable. However,
these methods tend to be energy-demanding and/or chemicaldemanding.
A common method of obtaining cellulose nano-fibers
involves conventional refining procedures, in which large quantities
of energy are required [18]. Acid hydrolysis is the main process
used to produce nanocrystalline cellulose, in which H2SO4, HCl or
H3PO4 are usually used [19]. When sulfuric acid is used as hydrolyzing
agent, it interacts with the surface hydroxyl groups of cellulose
to yield charged surface sulfate groups, which can promote the
dispersibilty of nano whiskers in water [7].
It was reported that the nano fibrillation cellulose (NFC) can
be used for improving the physical properties of papers and cellulosic
films [20]. Henriksson et al. [2] and Zimmermann et al. [21]
reported that microfibrillated cellulose (MFC) could be formed into
sheets with high strength properties. Similar results for enhancing
paper strength are obtained when MFC was added into the pulp
suspension [21,22]. In papermaking process, it is important that
the papermakers are able to effectively retain mineral fillers and
fiber fines while simultaneously improving dewatering rate [23].
NCC provides a very high water retention capacity due to their
large surface area and high aspect ratio. However, the strong water
retention property may deteriorate the drainage rate of the pulp.
In this study, NCC was isolated from bleached aspen kraft pulp
by acid hydrolysis, and characterized by particle charge detector,
X-ray diffraction, and atomic force microscopy, respectively. Then,
NCC was used as an additive in the deinked pulp, and the retention
of fines and improvement of paper strength were evaluated and
discussed. In addition, its influence on the drainage rate of the pulp
when applied together with cationic polyacrylamide and cationic
starch was also investigated.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ภายใต้สถานการณ์ปัจจุบันของน่าเหนื่อยไม่ใช่ทดแทนทรัพยากรเช่นถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ ความพยายามในการขยายการใช้ประโยชน์ของทรัพยากรที่ทดแทนตัวพลังงานและวัสดุใหม่ [1, 2] เซลลูโลส พอลิเมอร์ธรรมชาติจากการผนังเซลล์ของพืชสีเขียวกับสูตรของ (C6H10O5) n ถูกที่สุดทรัพยากรหมุนเวียนมากมายบนโลก [3, 4] มีอยู่ไม่เพียงในพืชต่าง ๆ แต่ในสิ่งมีชีวิตบางอย่างเช่นเชื้อแบคทีเรีย และสัตว์ เฉพาะทางเคมี และกายภาพคุณสมบัติของเซลลูโลสทำให้มีทรัพยากรชีวมวลทศวรรษ และจะยังคงเป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับ papermaking อาหาร และวัตถุเจือปนในออปติคอล และยาอุตสาหกรรม [5]โซ่โมเลกุลของเซลลูโลสคือ biosynthesized และ selfassembledใน microfibrils ซึ่งจะประกอบด้วยการเป็นระเบียบผลึกโดเมนและโดเมนไป disordered เซลลูโลสช่วยให้โครงสร้าง supramolecular และสัณฐานวิทยาของเส้นใยโดยไฮโดรเจนยึดพื้นที่โมเลกุลและแรง van der Waalsระหว่างโซ่เซลลูโลส [6] โดเมนไปมีความไวต่อกรดโจมตีเนื่องจากโซ่เซลลูโลสใน ภูมิภาคเหล่านี้มีวางแบบสุ่ม และ มีความหนาแน่นต่ำกว่า Nanocrystalline เซลลูโลส(NCC) สกัดจากเส้นใยธรรมชาติ ด้วยกรดอยู่ในขนาดของนาโนสเกล ซึ่งแสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะเก็บกักไม่เท่าแต่ยังไม่ซ้ำความแข็งแรงและคุณสมบัติของแสง มันเป็นรายงานว่า อนุภาคเซลลูโลสร็อดเหมือนมาจากที่อื่นแหล่งผ่านไฮโตรไลซ์กรดอยู่โดยทั่วไป มีเส้นผ่าศูนย์กลางจาก 5 ถึง 20 nm และยาว 100 nm การคัลไมโครมิเตอร์แบบต่าง ๆ[7,8] การวิจัยล่าสุดพบว่า NCC มีแอพลิเคชันมากมายของโปรแกรมประยุกต์ในขณะที่แนวโน้มในฟิลด์สิต [6,9 – 11],เยื่อและกระดาษมีบทบาทการรายงานในอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ ความพยายามมากมายล่าสุดได้การปรับใช้เยื่อกระดาษรีไซเคิลในการผลิตผลิตภัณฑ์กระดาษและกระดาษเพื่อป้องกันการแวดล้อม ประหยัดพลังงานและลดต้นทุนการผลิต [12,13] อย่างไรก็ตามมีการเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนของเยื่อกระดาษรีไซเคิล ความแข็งแรงและลดคุณภาพของกระดาษและกระดาษ เข้มแข็งกระดาษตัวแทนสามารถให้แรงแห้งต้องใช้กระดาษ และกระดาษแม้ว่าพวกเขาจะ มีขนาดใหญ่เยื่อกระดาษรีไซเคิล ระบายน้ำและการเก็บรักษาเป็นสิ่งสำคัญมากพารามิเตอร์สำหรับเนื้อเยื่อระหว่าง papermaking, deinkedเนื่องจากจะจำกัดประสิทธิภาพการผลิตของเครื่องจักรกระดาษ[14] เป็นอุตสาหกรรมกระดาษและกระดาษยังคงเพิ่มขึ้นความเร็วและผลผลิตของเครื่องจักรกระดาษ ความต้องการเก็บข้อมูลและช่วยระบายน้ำเพิ่มขึ้นอย่างมาก น้ำเพิ่มขึ้นระบบปิดและอุณหภูมิของน้ำจะเปลี่ยนแปลงยังสภาพแวดล้อมภายในที่เก็บรักษาและระบายน้ำความช่วยเหลือมีฟังก์ชัน ต้องใช้วิธีการอื่นในกรณีความสำคัญของลักษณะ "สีเขียว" เช่น biodegradabilitybiocompatibility และ CO2 อันดุลเติบกับการรับรู้ของผู้บริโภคและวิศวกร [15,16] การที่สิ่งแวดล้อมความต้องการ เพื่อให้เยื่อและ papermakingอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืน เป็นสิ่งที่ต้องพัฒนาตามชีวภาพ papermakingเคมี [17] วิธีใช้มีผลบังคับใช้ของทดแทนlignocellulosic ทรัพยากรในการผลิตเคมีภัณฑ์และวัสดุดึงดูดความสนใจคณะกรรมการวิทยาศาสตร์ และอุตสาหกรรมทั้งหมดทั่วโลก โดยใช้เครื่องกล เคมี กายภาพ หรือวิธีชีวภาพ เส้นใย cellulosic สามารถค่ากลับเป็นเซลลูโลสsubstructures ด้วยไมโครนาโนขนาด หรือมิติ ที่มีข้อดีของวัสดุพื้นฐานทางชีวภาพเช่นมีน้ำหนักเบาชีวภาพช่วยกัน เข้ากัน ได้ทางชีวภาพ และทดแทน อย่างไรก็ตามวิธีการเหล่านี้มีแนวโน้มจะ เรียกร้องพลังงาน/ chemicaldemandingวิธีการทั่วไปของรับนาโนเส้นใยเซลลูโลสเกี่ยวข้องกับธรรมดากระบวนการกลั่น ในปริมาณที่มากพลังงานที่ต้องการ [18] กรดไฮโตรไลซ์เป็นกระบวนการหลักใช้ในการผลิตเซลลูโลส nanocrystalline ในซึ่งกำมะถัน HCl หรือH3PO4 มักใช้ [19] เมื่อใช้กรดซัลฟิวริกเป็น hydrolyzingตัวแทน มันโต้ตอบกับกลุ่มไฮดรอกซิลผิวของเซลลูโลสให้กลุ่มซัลเฟตชำระผิว ซึ่งสามารถส่งเสริมการdispersibilty ของหนวดนาโนในน้ำ [7]มันรายงานว่า เซลลูโลสผิดจังหวะนาโน (เงื่อนงำ) สามารถใช้สำหรับการปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพ ของกระดาษ และ cellulosicภาพยนตร์ [20] Henriksson et al. [2] และ al. et Zimmermann [21]รายงานว่า microfibrillated เซลลูโลส (MFC) อาจจะเกิดขึ้นในแผ่น มีคุณสมบัติความแข็งแรงสูง ผลคล้ายเพิ่มกระดาษแข็งจะได้รับเมื่อ MFC ถูกเพิ่มเข้าไปในเนื้อเยื่อระบบกันสะเทือน [21,22] ในกระบวนการ papermaking มันเป็นสิ่งสำคัญที่papermakers ที่จะรักษา fillers แร่อย่างมีประสิทธิภาพ และสินไหมใยขณะพร้อมปรับปรุงอัตราการแยกน้ำ [23]NCC ให้มากน้ำรักษาครบกำหนดกำลังการผลิตของพวกเขาพื้นที่ขนาดใหญ่และอัตราส่วนกว้างยาวสูง อย่างไรก็ตาม น้ำแข็งเก็บรักษาทรัพย์สินอาจเสื่อมสภาพอัตราการระบายน้ำของเนื้อเยื่อในการศึกษานี้ NCC ถูกแยกจากเยื่อคราฟท์เซลแอสเพนโดยไฮโตรไลซ์กรด และโดยเครื่องตรวจจับอนุภาคค่าธรรมเนียมเอ็กซ์เรย์ การเลี้ยวเบนและแรงอะตอม microscopy ตามลำดับ แล้วNCC ใช้เป็นการเสริมเนื้อเยื่อ deinked และเก็บรักษาปรับและพัฒนากระดาษ ถูกประเมินความแข็งแรง และกล่าวถึงการ นอกจากนี้ อิทธิพลของอัตราการระบายน้ำของเนื้อเยื่อเมื่อใช้ร่วม กับ cationic polyacrylamide และ cationicแป้งยังถูกตรวจสอบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ภายใต้สถานการณ์ปัจจุบันของการหลบหนีไม่หมุนเวียน
ทรัพยากร เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ ความพยายามหลาย
กำกับที่ขยายการใช้ทรัพยากรพลังงานหมุนเวียนพลังงานใหม่และวัสดุใหม่
[ 1 , 2 ] เซลลูโลส พอลิเมอร์ธรรมชาติจากผนังเซลล์ของพืช
สีเขียวกับสูตร ( c6h10o5 ) N เป็นส่วนใหญ่
มากมายทดแทนทรัพยากรบนโลก [ 3 , 4 ]มันมีอยู่ไม่เพียง แต่ใน
พืชต่างๆ แต่ยังในสิ่งมีชีวิตเช่นแบคทีเรียและ
สัตว์ โดยเฉพาะคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเซลลูโลส
ให้มันเป็นทรัพยากรชีวมวลในหลายทศวรรษที่ผ่านมา และจะยังคงเป็น
ขาดไม่ได้วัตถุดิบสำหรับการผลิตกระดาษ , อาหารและสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมแสงและเภสัชกรรม
[ 5 ] .
เซลลูโลสโมเลกุลโซ่และ biosynthesized selfassembled
เป็นไมโครไฟบริลซึ่งประกอบด้วยผลึกโดเมนและโดเมนที่ไม่เป็นระเบียบเรียบร้อย
สัณฐาน . เซลลูโลส
รักษาโครงสร้าง supramolecular และสัณฐานวิทยาไฟเบอร์โดยพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุล
พื้นที่และแรงแวนเดอร์วาลส์
ระหว่างโซ่เซลลูโลส [ 6 ] โดเมนซึ่งมีความไว
กรดโจมตีเพราะโซ่เซลลูโลสในภูมิภาคเหล่านี้