Dans la technique d'analyse thermogravimétrique (TGA), un échantillon d'essai est soumis à un programme de température contrôlée dans un environnement contrôlé et la masse de la substance est surveillée en fonction de la température ou du temps. En d'autres termes, la technique d'analyse thermogravimétrique est une technique dans laquelle le poids d'un matériau augmente ou diminue lorsqu'il est chauffé. Dans cette méthode, le poids de l'échantillon est mesuré pendant qu'un matériau est chauffé ou refroidi dans un four.
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L'analyseur thermogravimétrique se compose d'un plateau d'échantillon soutenu par une échelle de précision. Cette casserole est placée dans un four et chauffée ou refroidie pendant l'expérience. Pendant ce temps, la masse de l'échantillon est surveillée. L'échantillon de gaz de nettoyage contrôle l'environnement de l'échantillon. Ce gaz peut être un gaz inerte ou réactif traversant l'échantillon ou sortant d'un échappement. L'analyseur thermogravimétrique utilise la gravité pour obtenir des mesures très précises et reproductibles.
Ces instruments peuvent mesurer la perte d'eau, la perte de solvant, la perte de plastifiant, la décarboxylation (élimination du dioxyde de carbone d'un acide aminé), la pyrolyse (combustion dans un environnement sans oxygène), l'oxydation, la décomposition, le pourcentage de charge, la quantité de résidu catalytique métallique restant sur les nanotubes de carbone, et le pourcentage de cendres en poids. Toutes ces applications mesurables sont généralement effectuées sur le chauffage, mais il existe certains tests où des informations peuvent être obtenues après refroidissement.
Comme on peut le voir, la technique d'analyse thermogravimétrique (TGA) est une technique analytique utilisée pour déterminer la stabilité thermique d'un matériau et la fraction de composants volatils en surveillant le changement de poids qui se produit lorsqu'un échantillon est chauffé à une vitesse constante.
La méthode d'analyse thermogravimétrique sert d'outil très utile pour comprendre les phénomènes thermiques associés aux nanomatériaux et aux composites polymères lorsqu'ils sont soumis à un chauffage dans des conditions de vitesse de chauffage et de température prédéterminées.
La technique d'analyse thermogravimétrique est une analyse thermique qui surveille la masse de l'échantillon en fonction du temps ou de la température sur un four à environnement contrôlé. L'équipement se compose d'un four, d'une micro-balance, d'un régulateur de température et d'un système d'acquisition de données. L'échantillon de masse est mesuré sur une microbalance pendant qu'il est chauffé ou refroidi dans le four selon un programme prédéterminé.
Cette technique est une technique peu coûteuse, un petit échantillon suffit et permet une analyse quantitative ou qualitative. Cependant, cette technique est une analyse destructive et l'analyse peut ne pas toujours être précise en raison de la présence de composants volatils dans l'échantillon.
La technique d'analyse thermogravimétrique (TGA) est utilisée pour déterminer la stabilité thermique, la stabilité à l'oxydation, la composition chimique et la teneur en eau des films biopolymères. Cette technique est utilisée comme un outil utile pour vérifier l'incorporation de nanoparticules et de composés actifs dans des films ou membranes de biopolymère en surveillant l'augmentation ou la diminution des pics de dégradation thermique ou en évaluant la dégradation thermique la plus rapide ou retardée.
En bref, la thermogravimétrie est le processus de détermination du poids du matériau en fonction de la combinaison de la température et du temps. Cette méthode est souvent utilisée pour étudier les propriétés thermiques d'une substance dans des environnements de chauffage. La température du four monte jusqu'à 2000 degrés et peut analyser des poids d'échantillons jusqu'à 1 gramme. Le four de l'appareil est conçu comme une chambre de chauffage par rayonnement. Il y a un contrôleur de température, une balance de précision, un système d'alimentation en gaz et un analyseur de données. Environ 7 à 8 milligrammes d'échantillon d'essai ou de poudre sont placés sur la balance de précision et la température est enregistrée en continu avec un dispositif au fond du panier. Généralement, deux types de graphiques sont obtenus dans ces analyses:
Ces courbes sont également utilisées pour dériver d'autres paramètres tels que la cinétique de la réaction.
Les principales normes basées sur ces tests sont:
Les matériaux généralement analysés comprennent les polymères, les matériaux organiques, les adhésifs, les aliments, les revêtements, les médicaments sur ordonnance, le caoutchouc, les composites, les stratifiés, le pétrole, les produits chimiques, les plastiques explosifs et les échantillons biologiques.
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