Escuela de Bachilleres



LABORATORIO DE FISICA 1

Equipo:



INTRODUCCION.

En esta primera practica intentaremos observar la capacidad de absorción de la madera esto se lograra atreves de un experimento utilizando obviamente agua y palillos

Esta practica no tiene peligros conocidos ya que, no se utilizan objetos peligrosos tales como sustancias químicas u objetos punzocortantes, uno de los únicos peligros seria que cualquiera de los objetos fuera utilizado para golpear a alguien mas.

Para lograr el objetivo principal de esta practica se deben utilizar de manera adecuada los instrumentos que se mencionan; el compañero que los utilice debera prestar atención a lo que suceda con los palillos.

Capacidad de absorcion

Agua Coloidal (Adsorción).

Es el agua fijada por los grupos OH situados en el interior y exterior de las regiones amorfas (hemicelulosas) y en la periferia de las zonas cristalinas (alfa celulosa), representa hastaun 3-4 % en agua del peso en el papel.
El agua coloidal o de adsorción, esta tan fuertemente unida por los puentes de hidrogeno que no interviene en los intercambios de humedad con la atmósfera; entre los efectos que produce se encuentra la hidratación o el hinchamiento de las zonas amorfas en las fibras.
El agua coloidal en las fibras es la que establece el equilibrio intermolecular de humedad, entre los componentes de las regiones amorfas y cristalinas (unión entre hemicelulosas y celulosa).
Agua Capilar (Absorción
Esta agua se encuentra en exceso en el interior del sistema fibrilar, pudiendo ser desplazada o intercambiada por la interacción de la humedad del ambiente. Su contenido esta entre el 5 y el 25 %, siendo esta agua, la que normalmente se absorbe del medio exterior y establece el equilibrio de acuerdo a la humedad relativa que existe en el medio ambiente y el agua existente en la fibra.
Agua de Inhibición (Saturación).
Esta agua es la que llena los poros y espacios de las fibras (lumen), llamada también como agua de saturación, la cual no esta unida a la celulosa y es de facil eliminación mediante el prensado y secado.
El exceso de agua de imbibición en la fibra, llega a tener un contenido total de agua de entre 200 a 300 % del peso total de las fibras. La absorción esta acompañada por unsimultaneo hinchamiento.
La capa de la célula de la madera o la fibra celulósica procede con agua en una hinchazón gelatinosa y la estructura se dilata en cuanto la absorción tiene lugar. Solo las regiones microcristalinas entran en el proceso de hinchazón, los cristales de la célula no son penetrados por el agua y solo su superficie puede participar en la absorción.
El modelo de Sacallan6,7
El modelo de Scallan explica muy aproximadamente el fenómeno de hinchamiento de la pared celular y permite explicar el endurecimiento de esta, el esquema de este modelo se muestra en la figura 2. En este diagrama es posible observar parte de la pared celular de la fibra después de la completa eliminación de la lignina y hemicelulosas, por lo tanto, compuesta enteramente de fibrillas de celulosa.
Atalla8 examino los efectos del reciclado sobre fibras provenientes de papel kraft comercial. Los resultados indican que en las fibras recicladas aumenta la cristalinidad y disminuye el area superficial, a esto se debe la pérdida en la capacidad de hinchamiento de las fibras, lo que provoca una disminución de los enlaces fibra-fibra generando un papel mas débil.
El mayor efecto del reciclado se observa después del primer reciclo, entonces, en este punto es donde parecen ocurrir los cambios estructurales.
Los cambios encuanto a la cristalinidad de la estructura de la fibra con cada reciclo, cinco en total para el estudio de Atalla se pueden resumir en los siguientes puntos:
• La cristalinidad no se afecta por la cantidad de finos en la pulpa ni por la cantidad de hemicelulosas.
• La cristalinidad no se ve influenciada por la refinación.
• Los cambios en la cristalinidad difieren de pulpa a pulpa.
•
El aumento en la cristalinidad puede originarse por efecto del calor sobre la fibra durante la operación de secado.
La figura 2 muestra que bajos niveles de sustitución de grupos hidroxilos son efectivos en prevenir el endurecimiento. Se necesita 1 % de contenido de metoxilos para reemplazar el 2 % de grupos hidroxilos No todos los hidroxilos son sustituidos. Aparentemente, la ruptura de algunos enlaces del tipo puentes de hidrógeno es suficiente para prevenir el endurecimiento de las fibras9.
Figura 2 Efecto de la metílación sobre el hinchamiento de pulpa kraft blanqueada. Los grupos metoxilos interfieren con los enlaces puentes de hidrógeno y previenen el endurecimiento.
Una de las alternativas tomadas en cuenta es la adición de un agente de tensión superficial capaz de abrir los poros de la fibra para que a su vez el líquido penetre y la fibra se hinche. En este caso se consideran los agentes tensoactivos no iónicos.