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Porosidade de um papel, permeância ao ar e resistência ao ar são a mesma coisa?

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Porosidade de um papel, permeância ao ar e resistência ao ar são a mesma coisa?

Porosidade, permeância ao ar e resistência ao ar de um papel são medições com significado diferente, embora todas estejam relacionadas a espaços vazios no papel.

13/11/2016 – A porosidade é a razão entre o volume dos poros do papel e seu volume total. Isso inclui não apenas os espaços entre as fibras, resultantes da formação da folha, mas também os poros das paredes das fibras e os espaços dos lumens não colapsados. No papel existem poros de tamanhos que vão do micro ao macro, com formatos diversos e arranjos particulares e interconectados. Há dois métodos usuais para determinação da porosidade em papéis: intrusão de mercúrio e adsorção de nitrogênio.

papel

O método de intrusão de mercúrio para medir a porosidade baseia-se na penetração do mercúrio na folha por pressão capilar, sendo que a distribuição resultante caracteriza os raios das aberturas ou gargantas na trama do papel. Este método, eficiente somente para poros interconectados, não consegue detectar poros acessíveis somente por aberturas menores que o poro em si, o que pode acarretar uma subestimação da porosidade. O mercúrio, líquido que não é absorvido pelo papel, possui alta tensão superficial.

O método por adsorção de nitrogênio usa o seguinte princípio: quando um sólido é exposto a um gás em um sistema fechado a temperatura constante, este passa a adsorver o gás, ocorrendo, assim, aumento da massa do sólido e decréscimo da pressão do gás.

A quantidade de gás adsorvida pode ser calculada pela diminuição da pressão com a aplicação das leis dos gases ou pela massa de gás adsorvida pelo sólido.

O método de intrusão por mercúrio aplica-se a faixas de 30 até milhares de angstroms se utilizados equipamentos de alta pressão. No caso da adsorção de nitrogênio, a técnica é mais aplicada a materiais com diâmetro de poros até 400 angstroms. Pode-se dizer que a adsorção de nitrogênio se aplica a materiais com microporosidade e que a intrusão de mercúrio, a materiais com mesoporosidade e macroporosidade.

Tanto no método por intrusão de mercúrio como naquele por adsorção de nitrogênio, o resultado é apresentado como gráfico de distribuição de tamanho de poros ou o tamanho médio de poros,expresso em μm.

Permeância ao ar de um papel, expressa em μm/(Pa.s), é o fluxo médio de ar, sob condições específicas, que passa através de uma unidade de área do papel, em dada unidade de diferença de pressão e em certa unidade de tempo.

Resistência ao ar de um papel, expressa em segundos por 100 mililitros (s/100 mL), é o “tempo requerido para um volume específico de ar sob uma unidade de pressão passar através de uma unidade de área” (ABNT NBR NM ISO 5636-5:2006).

Os equipamentos usualmente empregados para medir a permeância e a resistência ao ar são baseados na quantificação do fluxo de ar que passa através do papel. Os métodos mais conhecidos são os seguintes: Schopper, Bendtsen, Sheffield e Gurley. Em 2015 foi introduzida na ISO a norma referente ao equipamento Oken. A Tabela 1 apresenta o campo de aplicação mais adequado a cada equipamento, a expressão dos resultados e as respectivas normas brasileiras (ABNT NBR) e internacionais (ISO).

Permeância ao ar e resistência ao ar, embora dependam do número, do tamanho e dos poros formados no papel, não são medidas de porosidade. Dois papéis com tamanho médio de poros iguais, mas com distribuição diferente, certamente resultam em valores distintos de permeância e de resistência ao ar, embora sejam indicativos do desempenho dos papéis em condições de uso, por exemplo, para impressão.

Fonte: Revista O Papel / Outubro de 2016

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