الفهرس 
ِAcknowledgementOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 273 |  |  |
| | | from | 273 | | |
Abstract
تعتبر صناعة الورق من الصناعات القديمة في مصر وتتطور تطورا سريعاً لتغيير الخواص المميزة لكل نوع من الورق طبقاً لنوع الاستعمال وذلك بإضافة بعض المواد الكيميائية التي تحافظ على مظهر الورق وخواصه الميكانيكية، ويعتبر تطعيم الورق ببعض البوليمرات من العلوم الحديثة في العالم وقد بدأت هذه العملية في التطور منذ عام 1968م.
ان عملية التطعيم فضلاً على أنها تحسن من مواصفات الورق، يمكن استخدامها ايضا لمنع عمليات التزوير في المستندات المحررة بالقلم الرصاص اذ ان الجرات الكتابية بالقلم الرصاص تتصف بالآتي:
سطحية لا تتغلغل داخل ألياف الورق.
يمكن ازالتها جزئيا او كليا بسهولة حسب الاداة المستخدمة.
تتلف اجزاء المستند المحرر بالقلم الرصاص بمرور الزمن في مواضع الثني التطبيق وتتساقط مع هذه الاجزاء الجرات الكتابية المحررة نتيجة سقوط مادة الثقل.
لذا فان عملية التطعيم تعمل على منع العبث بالتزوير في مثل هذا النوع من المستندات وذلك باستخدام بعض المونوميرات التي تتحد مع الياف السيليلوز لورقة المستند وتغطي سطحه بما يحويه من كتابة وتحميه من التلف أو التزوير. إضافة الى ذلك فان عملية التطعيم تؤدي إلى تحسين خواص الورقة من حيث المقاومة الكيميائية والميكانيكية والحرارية. ونظرا لوجود بعض المجموعات النشطة مثل مجموعة السيانيد السامة في مونومير الاكريلونيتريل فإن الاوراق المطعمة بمثل هذا المونومير تقاوم التجمع البكتيري والميكروبي والحشرات القارضة مما يطيل من عمر الورقة. وقد ذكر في بعض المجالات العلمية العالمية ان عملية التطعيم تزيد من عمر الورقة ثماني مرات عن مثيلها غير المطعم مما يتيح الفرصة لاستخدام هذا النوع من الورق المطعم بالبلاستيك الذي يصعب تمزيقه في صناعة أوراق العملة.
وتتلخص الرسالة فيما يلي:
أولاً: الفصل الأول (المقدمة):
تحتوي المقدمة على كل المحاولات المختلفة التي تمت لتطعيم الورق بالمونوميرات المختلفة بعد تنشيط الورق بالطرق المختلفة الكيميائية منها والإشعاعية وكذلك التطبيقات المختلفة لشرائح الورق المطعم في مجالات البحث والصناعة. أيضاً تحتوي هذه المقدمة على فصل البوليمرات بالتحليل الكروماتوجرافي على الطبقة الرقيقة على أساس الأوزان الجزيئية أو اللزوجة النوعية لها والتي تم ذكرها في الأبحاث السابقة للعلماء في الدوريات العلمية المختلفة في هذا المجال.
ثانياً: الفصل الثاني (العملي):
يحتوي هذا الفصل على الكيماويات والطرق العملية المستخدمة لتحضير شرائح الورق المطعمة بالاكريلونيتريل والميثيل ميثاكريلات وخليط منهما بنسبة (1:1 مول) وأيضاً طرق التوصيف المختلفة مثل طيف الامتصاص في الاشعة تحت الحمراء والتحليل الحراري الوزني والأشعة السينية وصور الميكروسكوب الإلكتروني وطرق الفصل الكروماتوجرافي على الطبقة الرقيقة وطريقة قياس المقاومة الكيميائية لشرائح الورق المطعم وغير المطعم وكذلك الطرق المختلفة لقياس الخواص الميكانيكية لها.
ثالثاً: الفصل الثالث ويشمل النتائج ومناقشاتها:
ويحتوي هذا الفصل على النتائج التي تم الحصول عليها والتفسير العلمي لها ويمكن تقسيمها إلى ثلاثة اجزاء رئيسية هي:ـ
دراسة الفصل الكروماتوجرافي على الطبقة الرقيقة.
تم دراسة البوليمير الناتج في وسط التفاعل بعد اجراء عملية التطعيم بواسطة استخدام الطبقة الرقيقة من جيلاتين السيليكا (1/2 مم سمك) كصنف ثابت واستخدام مخلوط من ثنائي ميثيل الفورماميد والميثانول كصنف متحرك بنسبة 1.5 : 1 حجم/حجم في حالة فصل البولي اكريلونيتريل طبقا للاوزان الجزيئية والذي تم تحديد نسبته برسم بروفيل يوضح تغيير قيمة سرعة سريان البقعة (Rf) بتغيير نسبة مكونات مخلوط المذيب في الصنف المتحرك. وذلك عند درجة حرارة 25°م باستخدام نظام التشبع العادي. اما في حالة البولي ميثيل ميثاكريلات الناتج في المحلول أثناء عملية التطعيم بمونومير ميثيل كريلات فقد تم فصل البوليمرات الناتجة طبقا لاوزانها الجزئية باستخدام جيلاتين السيليكا كطبقة رقيقة (1/2 مم سمك) واستخدام مخلوط من البنزين والميثانول بنسبة 1 : 1.5 حجم/حجم باستخدام نظام التشبع العادي عند 25°م. أما في حالة الكوبوليمير الناتج في وسط التفاعل بعد التطعيم بخليط من مونوميراكريلونيتريل وميثيل ميثاكريلات فقد تم فصل الكوبوليمر الناتج طبقاً لمعامل اللزوجة النوعية للعينات وذلك باستخدام جيلاتين السيليكا كطبقة رقيقة (1/2 مم سمك) واستخدام صنف متحرك يتكون من الاسيتون والميثانول بنسبة 1.5 : 1 حجم/حجم باستخدام نظام التشبع العادي عند 25°م. وقد وجد في كل الحالات أن قيمة سرعة سريان البقع (Rf) تقل بزيادة الوزن الجزئي لعينات البوليمير كما تقل مساحة البقع بزيادة الوزن الجزئي مما يدل على أن درجة تشتت سلاسل البوليمير تقل بزيادة الوزن الجزئي. وقد تم فصل جميع عينات البوليمير الناتجة في وسط التفاعل تحت الظروف المختلفة عن تركيز بادئ التفاعل وتركيز المونومير وتغيير درجة الحرارة بواسطة التحليل الكروماتوجرافي على الطبقة الرقيقة وذلك لتوصيف البوليمرات الناتجة في المحلول ودرجة تشتتها تغيير أوزانها الجزيئية بتغير ظروف التفاعل.
تطعيم الورق باستخدام فوق اكسيد البترويل كبادئ شقوق طليقة:
تم تطعيم الورق بعد تنشيطه بغمسه في محلول كبريتات الحديدوز الامنيومي تركيزه 0.02 عياري لمدة 20 دقيقة أو غمسه في فوق أكسيد الهيدروجين تركيزه 4.85 عياري لمدة 10 دقائق ثم التجفيف واستخدام الورق في عملية التطعيم باستخدام بادئ التفاعل في وسط من ثنائي ميثيل الفورماميد. ولقد تمت دراسة تأثير تركيز كل من البادئ والمونومر وكذلك درجة الحرارة على كيناتيكية عملية البلمرة بالتطعيم ولقد وجد أن معدل سرعة البلمرة بالتطعيم (Ri) يزداد بزيادة تركيز بادئ التفاعل وكذلك بزيادة تركيز المونومير ودرجة الحرارة ويرسم العلاقة بين لوغارتم سرعة التفاعل الابتدائي (Log Ri) ولوغارتم تركيز البادئ وجد أن اس بادئ التفاعل يأخذ القيم 0.54 و 0.463 و 0.795 في حالة التطعيم بالاكريلونيتريل والميثيل ميثاكريلات وخليط منهما بنسبة 1 : 1 مول على التوالي. وأيضاً برسم العلاقة بين لوغارتم سرعة التفاعل الابتدائي (Log Ri) ولوغارتم تركيز المونومير وجد أن اس المونومير يأخذ القيم 1.13 و 1.55 و2.007 في حالة التطعيم بالاكريلونيتريل والميثيل ميثاكريلات وخليط منهما بنسبة (1:1 مول) على التوالي.
أما حسابات الكيمياء الحرارية مثل طاقة التنشيط الظاهرية لعملية التطعيم (Ea) والمحتوى الحراري (∆H*) والانتروبي (∆S*) في الحالات الثلاثة من استخدام الاكريلونيتريل والميثيل ميثاكريلات وخليط منهما بنسبة (1:1 مول) والتي تم حسابها في حالة تنشيط الورقة بكل من محلول كبريتات الحديدوز الامنيومي وفوق اكسيد الهيدروجين.
توصيف شرائح الورق المطعم بالبوليميرات المختلفة:
طيف الامتصاص في الاشعة تحت الحمراء: بدراسة طيف الامتصاص في الاشعة تحت الحمراء لبعض الشرائح الورقية المطعمة بالاكريلونيتريل تبين ظهور بعض حزم الامتصاص المميزة لكل من المجموعات الموجودة في مادة الورق مثل مجموعة الهيدروكسيل ووصلة الجلوكوسيد ومجموعة السيانيد من المونومير المستخدم في عملية التطعيم. ويؤكد ذلك أن الشرائح الناتجة قد تم تطعيمها بالبولي اكريلونيتريل. أما في حالة الشرائح الورقية المطعمة بواسطة الميثليل ميثاكريلات فقد تبين وجود حزم امتصاص تميز مجموعات أساسية في كل ممن الورقة مثل مجموعة الهيدروكسيل ووصلة الجلوكوسيد (C-O-C) وكذلك مجموعة α-CH3 ومجموعة الاستر الموجودة في الميثيل ميثاكريلات مما يؤكد أن الشرائح الناتجة قد تم تطعيمها بالبولي ميثيل ميثاكريلات. وفي حالة مخلوط منهما فقد تبين ظهور حزم امتصاص تميز مجموعات موجودة في كل من الورقة مثل مجموعة الهيدروكسيل ووصلة الجلوكوسيد (C-O-C) وكذلك مجموعة α-CH3 ومجموعة الكربونيل الموجودة في الميثيل ميثاكريلات ومجموعة السيانيد الموجودة في الاكريلونيتريل مما يؤكد أن الشرائح الناتجة قد تم تطعيمها بالكوبوليمر.
تم دراسة التحليل الحراري الوزني والتفاضلي للعينات المطعمة وقد وجد أن درجة الثبات الحراري للعينات المطعمة وغير المطعمة تأخذ الترتيب التالي: ورقة مطعمة بـ PAN > ورقة مطعمة بواسطة المخلوط > ورقة مطعمة بـ PMMA > ورقعة غير مطعمة.
بدراسة حيود الاشعة السينية للعينات المطعمة وجد أن جميع العينات المطعمة غير متبلورة وأن عملية التطعيم تمت على سطح الورق بطريقة غير منتظمة فيما عدا العينات المطعمة بالمخلوط فقد وجد أن هناك جزء صغير من درجة التبلور. أما التصوير بالميكروسكوب الالكتروني للعينات المطعمة أوضح أن جميع الياف السيليلوز الموجودة في الورقة العادية وما يصاحبها من فراغات قم تم ملؤه بواسطة سلاسل البوليمر المستخدم في عملية التطعيم. مما يفيد أن عملية التطعيم قد تمت بنجاح.
الخواص الميكانيكية:
قوى الشد: وجد أن قوى الشد للورق المطعم تقل بالترتيب التالي:
ورقة مطعمة بواسطة المخلوط > ورقة مطعمة بـ PAN > ورقة مطعمة بـ PMMA > ورقة غير مطعمة. وأن قوى الشد للورقة والمنشطة بكبريتات الحديدوز الامونيومي > في حالتها المنشطة بفوق اكسيد الهيدروجين.
اللمعان: لمعان الورقة المطعم وغير المطعم يأخذ في الترتيب الآتي طبقا للدراسة الحالية:
ورقة مطعمة بـ PMMA > ورقة غير مطعمة ومنشطة بكبريتات الحديدوز المونيومي > ورقة مطعمة بـ PAN > ورقة مطعمة بواسطة المخلوط.
المسامية: من واقع النتائج المأخوذة في هذه الرسالة وجد أن المسامية للورق المطعم وغير المطعم يأخذ الترتيب التالي: ورقة مطعمة بـ PAN < ورقة مطعمة بالمخلوط = غير مطعمة < ورقة مطعمة بـ PMMA.
الانفجار ومقاومة التمزق: وجد أ، مقاومة التمزق والانفجار تكون على النحو التالي:
ورقة مطعمة بواسطة المخلوط > ورقة مطعمة بـ PAN > ورقة غير مطعمة > ورقة مطعمة بـ PMMA.
المقاومة الكيميائية للعينات المطعمة وغير المطعمة: مقاومة عينات الورق المطعم وغير المطعمة لبعض الكيماويات المختلفة.