Úvod
Mnoho lidí považuje jízdní kolo za nepostradatelný dopravní prostředek. Pneumatika je základní součástí a zároveň rozhodujícím faktorem ovlivňujícím jízdní vlastnosti. Lze ji přizpůsobit terénu a požadovaným kvalitativním vlastnostem jízdy.
Plášť pneumatiky jízdního kola se v zásadě skládá ze směsi různých materiálů. Tento kompozit kombinuje pružnost a tribologické vlastnosti pryžové směsi (běhoun) s pevností syntetické polymerní tkaniny (kostra) a rozměrovou stabilitou svazku drátů (jádro). Samotná pryžová směs se skládá z různých organických a anorganických surovin a plniv. Toto složení je z velké části zodpovědné za vlastnosti pryžové směsi. [1]
Termogravimetrická analýza je široce používaná analytická metoda pro zkoumání kaučukových směsí. Termogravimetrie je pro tento rozsah použití popsána v normách ISO 9924 a ASTM E1131. Proto je zde pomocí termogravimetrické analýzy zkoumáno složení pláště pneumatiky jízdního kola.
Metody a příprava vzorků
Aby bylo možné získat měření reprezentativní pro pryžovou směs pláště, bylo z profilu pláště vyříznuto několik vzorků small o celkové hmotnosti 10 mg. Dbalo se na to, aby tyto kusy byly tvořeny pouze pryžovou směsí běhounu a neobsahovaly žádné součásti kostry nebo jádra.
Pro termogravimetrické zkoumání byl použit přístroj NETZSCH TG Libra®. Tato měření byla provedena za podmínek uvedených v tabulce 1.
Tabulka 1: Podmínky měření termogravimetrického zkoumání pláště pneumatiky jízdního kola
| Vzorek | Plášť pneumatiky jízdního kola |
| Hmotnost vzorku | 9.79 mg |
| Materiál kelímku | Hliník, otevřený |
| Teplotní rozsah | 40 °C až 1100 °C |
| Teplotní program | 40°C - 850°C v dusíku; 805°C - 1100°C na vzduchu |
| Rychlost ohřevu | 10 K/min |
| Atmosféra | Dusík, vzduch |
Výsledky měření a diskuse
Obrázek 1 ukazuje tepelný Rozkladná reakceRozkladná reakce je tepelně indukovaná reakce chemické sloučeniny za vzniku pevných a/nebo plynných produktů. rozklad pláště pneumatiky jízdního kola. První hmotnostní úbytek 8,7 % (vrchol DTG při 283,2 °C) je způsoben odpařením obsahu změkčovadla. Poté lze pozorovat Rozkladná reakceRozkladná reakce je tepelně indukovaná reakce chemické sloučeniny za vzniku pevných a/nebo plynných produktů. rozklad organických složek kaučuku. Ta probíhá ve dvou jasně oddělených krocích, přičemž první krok vykazuje hmotnostní úbytek 25,1 % a druhý 31,8 %. Tyto dva kroky lze také rozpoznat při pohledu na křivku DTG s prvním píkem při 379,1 °C a druhým píkem při 469,8 °C.
Kromě organických složek pláště pneumatiky lze na křivce TGA při dalším zahřívání pozorovat také small obsahové úrovně anorganických plniv. Tento úbytek je způsoben uvolňovánímCO2 z rozkladu CaCO3 na CaO při vrcholu signálu DTG při 664,5 °C. Dokonce i small množství 1,2 % v tomto příkladu lze bez problémů detekovat.
Při 850 °C byla atmosféra přepnuta z inertní dusíkové atmosféry na oxidační. Díky této změně atmosféry lze při zahřívání na 1100 °C pozorovat hoření sazí a kvantifikovat výsledný Obsah popelaPopel je měřítkem obsahu minerálních oxidů na hmotnostní bázi. Termogravimetrická analýza (TGA) v oxidační atmosféře je osvědčenou metodou stanovení anorganického zbytku, běžně označovaného jako popel, v organických materiálech, jako jsou polymery, kaučuky atd. Měření TGA proto Identify, zda je materiál plněn, a vypočítá celkový obsah plniva.obsah popela 7,1 %.
Souhrn
Pryžová směs pláště pneumatiky jízdního kola byla zkoumána pomocí termogravimetrické analýzy. Lze tak určit podíl organických složek, jako jsou změkčovadla a kaučuk. Navzdory nízkému podílu byl dodatečně zjištěn obsah anorganického plniva a stanoven výsledný Obsah popelaPopel je měřítkem obsahu minerálních oxidů na hmotnostní bázi. Termogravimetrická analýza (TGA) v oxidační atmosféře je osvědčenou metodou stanovení anorganického zbytku, běžně označovaného jako popel, v organických materiálech, jako jsou polymery, kaučuky atd. Měření TGA proto Identify, zda je materiál plněn, a vypočítá celkový obsah plniva.obsah popela.