Phân tích trọng lượng nhiệt

Phân tích trọng lượng nhiệt (TGA) là một kỹ thuật phân tích nhiệt được sử dụng để đo lường sự thay đổi trọng lượng (khối lượng) của mẫu dưới dạng hàm của nhiệt độ hoặc thời gian. TGA thường được sử dụng để xác định nhiệt độ phân cắt polymer, mức dung môi còn lại, độ ẩm hấp thụ và lượng chất độn vô cơ (chống cháy) trong các chế phẩm vật liệu polymer hoặc composite.

Một lời giải thích đơn giản về đánh giá mẫu TGA có thể được mô tả như sau. Một mẫu được đặt trong cốc mẫu TGA gấp được gắn vào cụm cân bằng vi chính xác. Người giữ mẫu của tổ hợp cân bằng TGA sau đó được đặt trong lò nhiệt độ cao.

Thiết bị cân bằng đo trọng lượng mẫu đầu tiên ở nhiệt độ phòng, sau đó liên tục theo dõi các thay đổi về trọng lượng mẫu (tổn thất hoặc tăng) khi nhiệt được áp dụng cho mẫu. Các thử nghiệm TGA có thể được thực hiện trong một số chế độ được kiểm soát, chế độ gia nhiệt hoặc đẳng nhiệt.

Hồ sơ giảm cân điển hình được phân tích về số lượng hoặc tỷ lệ phần trăm giảm cân ở bất kỳ nhiệt độ nào, số lượng hoặc tỷ lệ phần trăm dư lượng chưa cháy ở một số nhiệt độ cuối cùng và nhiệt độ của các quá trình phân rã mẫu khác nhau.

TGA là một kỹ thuật hữu ích để đánh giá hiệu quả của các mẫu polymer trùng hợp dung dịch sấy lò. Sự bay hơi của dung môi cặn thường liên quan đến quá trình giảm cân ban đầu trong quá trình gia nhiệt TGA.

Trong một số trường hợp, độ ẩm được hấp thụ có thể được giải phóng trong cùng phạm vi nhiệt độ này. Sau quá trình giảm cân dung môi (hoặc độ ẩm) ban đầu, cấu hình TGA thường sẽ lan đến một mức trọng lượng không đổi cho đến khi đạt được phạm vi nhiệt độ phân hủy polymer. Bây giờ phần trọng lượng của dung môi (hoặc độ ẩm) và nhiệt độ phân rã giảm cân ban đầu và tốc độ tối đa dễ dàng được xác định bởi TGA.

Hàm lượng sợi thủy tinh của các mẫu tổng hợp cũng dễ dàng được phân tích với TGA. Nhựa polymer phân hủy và cháy khi nung các mẫu tổng hợp như vậy đến nhiệt độ cao trong môi trường không khí. Sợi thủy tinh chống cháy được để lại như một dư lượng. Tỷ lệ trọng lượng của sợi thủy tinh trong hỗn hợp được xác định bằng cách sử dụng quy trình phân tích dư lượng TGA.