Desenvolvimento de método para estudos espectroscópicos dielétricos de cavidade ressonante sem contato de papel Celulóico

Este método fornece uma alternativa objetiva, repetitivo por máquina, para realizar a análise tradicional de fibras do papel, e excede os limites metrológicos da análise tradicional de fibras. Ao contrário da análise tradicional de fibras, é rápida, sem contato, não destrutiva, e não requer treinamento especializado, nem depende da acuidade visual de um analista individual. Registo todas as informações de fabricação fornecidas com o resma de papel, como peso base, conteúdo de resíduos pós-consumo anunciado pelo fabricante e brilho anunciado do fabricante.

Use luvas e realize o manuseio com pinças para evitar ranger e contaminar as amostras de papel. Tome uma média de 10 medidas de espessura ao longo de uma folha da viga, usando uma pinça. Identifique a máquina e cruze as direções da folha.

Usando um prolongador, identifique e corte o papel ao longo do ângulo de tira desejado entre a máquina e as direções cruzadas. Usando um cortador rotativo, o teste de fatia tiras de 0,5 centímetros de largura por oito centímetros de comprimento na orientação alvo para a amostra. Rotular amostras de uma extremidade e armazenar entre lâminas de microscopia de vidro.

Armazene sob atmosfera de nitrogênio até o teste. Realize testes de desbotamento acelerados de papel, conforme descrito no protocolo de texto. Corte tiras de amostra das amostras de papel envelhecida para caber na cavidade ressonante.

A área típica de espécimes é de 0,5 centímetros por oito centímetros. O dispositivo de teste de cavidade ressonante consiste em um guia de onda retangular WR-90 padrão preenchido a ar. Regisso da temperatura e da umidade relativa do ar.

Pegue a leitura inicial do fator de qualidade, Q-naught, e a frequência ressonante, f-naught, da cavidade vazia. Agora, posicione a amostra presa no suporte da amostra acima da ranhura no centro da cavidade. Durante as medições, a amostra é inserida na cavidade através da ranhura em etapas de volume crescente, onde o volume é igual à altura da amostra inserida vezes a largura da amostra vezes a espessura da amostra.

Utilizando a pinça Vernier no suporte da amostra, insira a amostra na cavidade por incrementos de 50 mícrons. Faça leituras do fator de qualidade e frequência ressonante em cada etapa até que a amostra tenha sido reduzida 10 milímetros na cavidade. Retraia a amostra do interior nos mesmos incrementos de 50 mícrons.

Faça leituras do fator de qualidade e frequência ressonante até que a amostra tenha sido totalmente retraída. Armazene a amostra entre lâminas de vidro e devolva-as à atmosfera de nitrogênio. A perda dielétrica das amostras de papel é obtida a partir da inclinação da perturbação.

A orientação de corte da amostra de ensaio influencia a magnitude da resposta dielétrica. Uma comparação da resposta dielétrica por ângulo de tira é mostrada para papéis de escritório virgens, como recebidos, azuis, de 24 libras antes e depois do UV desvanecer por 169 horas. As tiras cortadas de ângulos não ortogonais ao longo da folha de papel forneceram a maior resolução entre os tipos de papel, particularmente nas orientações de 45 graus e 60 graus.

Perfis de perda dielétrica de papéis de títulos contendo algodão adquiridos pelo Governo Federal dos EUA usando tiras de 60 graus mostram que diferentes concentrações de fibra de algodão podem ser distinguidas. Os resultados dos testes de 100% de papel de título de algodão obtidos pelo Governo Federal foram comparados com 46% de umidade relativa e 49% de umidade relativa. Após 169 horas de envelhecimento acelerado por UV, a degradação do polímero de celulose é perceptível, pois os valores médios de perda dielétrica diminuíram tanto para as variedades virgem quanto reciclada.

É notável que a técnica pode distinguir entre os materiais virgens e reciclados mesmo após o período de envelhecimento acelerado. Um ajuste de regressão linear baseado em gráfico de contorno mostra a perda dielétrica do papel copiador de escritório branco com base no brilho anunciado do fabricante e no conteúdo de papel de resíduo reciclado dos analitos. A coisa mais importante a ser lembrada ao tentar este procedimento é manter condições consistentes de temperatura e umidade laboratorial.

Este método tem grande promessa e utilidade direta não apenas para a indústria de papel e celulose, mas também para garantir a fabricação de credenciais, forenses, aplicação aduaneira e arqueologia e ciência da conservação.