紙のヒグロ膨張におけるダブルサイト吸収

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 表面科学とは,地表科学である.
• ポリマーサイエンスの科学

背景:

• 湿度が紙の性質に大きく影響し,印刷や包装などの用途に影響します.
• 紙繊維の水分吸収は膨張 (水分膨張または水分膨張) を引き起こします.

研究 の 目的:

• 原子力顕微鏡を用いて紙の平面外ハイグロ膨張を調査する.
• 相対湿度と紙繊維の膨張の関係を分析する.
• 紙の膨張と縮小の運動学とメカニズムを理解する.

主な方法:

• 原子力顕微鏡 (AFM) で高解像度で平面外測定を行う.
• 実験は,さまざまな相対湿度レベルで行われました.
• 水の吸収量を定量化するために,ソープションイソサーマ測定を行います.
• ミリ秒解像度で膨張/収縮の時間解像度モニタリング.

主要な成果:

• 相対湿度と平面外の繊維膨張の間の線形相関が観察されました.
• 吸い込み同温度のデータは,グーゲンハイム・アンダーソン・デ・ブーアモデルに適合する.
• 繊維間の毛穴を水で満たすことは,体重増加に大きく寄与するが,平面外膨張には寄与しない.
• 紙の膨張と収縮の動態は,二重指数関数に従っており,2つの吸収部位を示唆しています.

結論:

• 紙繊維の膨張は相対湿度と正比である.
• グーゲンハイム・アンダーソン・ド・ボーア・モデルは,紙の水吸収を正確に記述しています.
• 明確な水吸収メカニズムは,紙の寸法変化に影響します.
• AFMは,異なる湿度下での紙のナノスケール行動に関する重要な洞察を提供します.