Desarrollo del método para estudios espectroscópicos dieléctricos de cavidad resonante sin contacto de papel celulósico

Este método proporciona una alternativa objetiva y repetible por máquina a realizar el análisis tradicional de fibra del papel, y supera los límites metrológicos del análisis de fibra tradicional. A diferencia del análisis de fibra tradicional, es rápido, sin contacto, no destructivo, y no requiere formación especializada, ni depende de la agudeza visual de un analista individual. Registre toda la información de fabricación proporcionada con el remanso de papel, como el peso base, el contenido de residuos anunciado por el fabricante después del consumo y el brillo anunciado por el fabricante.

Use guantes y realice el manejo con pinzas para evitar arrugas y contaminar las muestras de papel. Tome un promedio de 10 medidas de espesor a lo largo de una hoja de la rema, utilizando una pinza. Identifique la máquina y las direcciones transversales de la hoja.

Con un transportador, identifique y corte el papel a lo largo del ángulo de tira deseado entre la máquina y las direcciones transversales. Usando un cortador rotativo, corte las tiras reactivas de 0,5 centímetros de ancho por ocho centímetros de largo en la orientación del objetivo para la muestra. Etiquete las muestras de un extremo y guárdelos entre diapositivas de microscopía de vidrio.

Conservar bajo la atmósfera de nitrógeno hasta la prueba. Realice pruebas de fundido de papel aceleradas como se describe en el protocolo de texto. Corte las tiras de muestra de las muestras de papel envejecidas para adaptarlas a la cavidad resonante.

El área típica del espécimen es de 0,5 centímetros por ocho centímetros. El accesorio de prueba de cavidad resonante consiste en una guía de onda rectangular WR-90 estándar llena de aire. Registre la temperatura y la humedad relativa.

Tome la lectura inicial del factor de calidad, Q-naught, y la frecuencia resonante, f-naught, de la cavidad vacía. Ahora, coloque la muestra asegurada en el soporte de muestra por encima de la ranura en el centro de la cavidad. Durante las mediciones, la muestra se inserta en la cavidad a través de la ranura en pasos de aumento del volumen, donde el volumen es igual a la altura de la muestra insertada por el ancho de la muestra por el espesor de la muestra.

Con la pinza Vernier en el soporte de muestra, inserte la muestra en la cavidad en incrementos de 50 micras. Tome lecturas del factor de calidad y frecuencia resonante en cada paso hasta que la muestra se haya reducido 10 milímetros en la cavidad. Retirar la muestra del interior en los mismos incrementos de 50 micras.

Tome lecturas del factor de calidad y la frecuencia resonante hasta que la muestra se haya retraído por completo. Almacene la muestra entre toboganes de vidrio y devuélvalos a la atmósfera de nitrógeno. La pérdida dieléctrica de las muestras de papel se obtiene de la pendiente de la perturbación.

La orientación de corte de la muestra de ensayo influye en la magnitud de la respuesta dieléctrica. Se muestra una comparación de la respuesta dieléctrica por ángulo de tira para los papeles de oficina vírgenes, como recibidos, azules, de 24 libras antes y después del desvanecimiento UV durante 169 horas. Las tiras cortadas desde ángulos no ortogonales a lo largo de la hoja de papel han proporcionado la mayor resolución entre los tipos de papel, especialmente en las orientaciones de 45 y 60 grados.

Los perfiles de pérdida dieléctrica de papeles de fianza que contienen algodón adquiridos por el Gobierno Federal de los Estados Unidos utilizando tiras de 60 grados muestran que se pueden distinguir diferentes concentraciones de fibra de algodón. Los resultados de las pruebas de papel de fianza 100% algodón adquirido por el Gobierno Federal se compararon con un 46% de humedad relativa y un 49% de humedad relativa. Después de 169 horas de envejecimiento acelerado por UV, la degradación del polímero de celulosa es discernible ya que los valores medios de pérdida dieléctrica habían disminuido tanto para las variedades vírgenes como para las de reciclaje.

Es notable que la técnica puede distinguir entre los materiales vírgenes y reciclados incluso después del período de envejecimiento acelerado. Un ajuste de regresión lineal basado en la gráfica de contorno muestra la pérdida dieléctrica del papel de copiadora de oficina blanca basada en el brillo anunciado del fabricante y el contenido de papel de desecho reciclado de los analitos. Lo más importante a recordar al intentar este procedimiento es mantener condiciones consistentes de temperatura y humedad de laboratorio.

Este método tiene una gran promesa y utilidad directa no sólo para la industria de la pulpa y el papel, sino también para asegurar la fabricación de credenciales, forenses, aplicación aduanera, y la arqueología y la ciencia de la conservación.