1+1=3: Kehittyneiden kaasujen analyysin ja lämpöanalyysin yhdistelmä

Suurin osa nykyisistä termoanalyyttisistä menetelmistä kuuluu kuvailevan analyysin ryhmään. Tämä tarkoittaa, että näillä menetelmillä voidaan karakterisoida tarkasti materiaalin lämpökäyttäytymistä. Niillä voidaan esimerkiksi vastata seuraaviin kysymyksiin:

Milloin materiaali sulaa?
Missä lämpötilassa materiaalin HajoamisreaktioHajoamisreaktio on kemiallisen yhdisteen lämpöreaktio, jossa muodostuu kiinteitä ja/tai kaasumaisia tuotteita. hajoaminen alkaa?
Miten kappaleen koko muuttuu lämpötilakäsittelyn aikana?

Lämpöanalyysillä ei kuitenkaan useinkaan voida vastata suoraan kysymykseen "Miksi jotain tapahtuu". Lämpöanalyysi ei anna suoraa tietoa siitä, mitä materiaalille tapahtuu. Se vain kuvaa itse prosessia, kuten sulamista tai materiaalin massahäviötä. Monissa tapauksissa tavanomaiset termoanalyyttiset menetelmät eivät riitä materiaalin ja sen lämpökäyttäytymisen parempaan ymmärtämiseen. Siksi termoanalyyttiset menetelmät yhdistetään usein muihin analyysitekniikoihin. Tätä kutsutaan yhdistelmäksi, jossa yhdistetään kaksi tai useampia analyysimenetelmiä materiaalin karakterisoinnin parantamiseksi.

Kehittynyt kaasuanalyysi - Opi lisää materiaaleistasi

Lämpöanalytiikan alalla kytkentää käytetään tyypillisesti kuumentamisen aikana vapautuvien kaasujen kemiallisten komponenttien karakterisoimiseen, ja tätä lähestymistapaa kutsutaan kehittyneeksi kaasuanalyysiksi(Evolved Gas Analysis, EGA). EGA:n avulla saadaan syvempi käsitys materiaalien tyypistä ja koostumuksesta. Yleiset laiteyhdistelmät, kuten lämpöanalysaattorit ja FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectrometers), MS (Mass Spectrometers) ja GC-MS (kaasukromatografi, jossa on massaspektrometri ilmaisimena) antavat ratkaisevaa tietoa lämpökäsittelyn aikana syntyvien kaasujen ja höyryjen luonteesta tai määrästä tai molemmista. Tämä tekee kytkentäratkaisuista täydellisen työkalun prosessien parempaan ymmärtämiseen, turvallisuusriskien ehkäisemiseen ja materiaalien lämpöstabiilisuuden tutkimiseen. EGA tarjoaa näin ollen lukuisia vaihtoehtoja polymeerien, epäorgaanisten aineiden ja lääketeollisuuden kysymyksiin vastaamiseen.

NETZSCH TG 209 F1 Libra lämpöanalysaattori, johon on yhdistetty FT-IR-spektrometri (vasemmalla) ja massaspektrometri (oikealla) EGA:ta varten. — Kuva 1: NETZSCH TG 209 `F1` `Libra^®` kytkeminen FT-IR-spektrometriin (vasemmalla) tai massaspektrometriin (oikealla).

TGA:n yhdistäminen massaspektrometriin (TG-MS) tai Fourier-muunnosinfrapunaspektrometriin (TG-FTIR) on yleinen esimerkki lämpöanalyysin ja kehittyneen kaasun analyysin yhdistämisestä. Nämä kytkentätekniikat mahdollistavat massanmuutoskäyttäytymisen samanaikaisen tutkimisen ja materiaalista kuumentamisen aikana vapautuvien kemiallisten komponenttien tunnistamisen. Niillä voidaan tutkia monenlaisia materiaaleja, kuten polymeerejä, orgaanisia aineita, epäorgaanisia aineita, keramiikkaa ja monia muita.

Vaativissa sovelluksissa, kuten monimutkaisten orgaanisten materiaalien tai jopa biomassojen hajottamisessa, kehittyneet kytkentäratkaisut ovat mahdollisia. Tämä voidaan toteuttaa yhdistämällä kaasukromatografi ja massaspektrometria (GC-MS) tai jopa kahden spektroskopiatekniikan, kuten TGA-MS-FTIR:n, samanaikainen kytkentä.

FT-IR-spektroskopian (Bruker Invenio) ja massaspektrometrian (Aëolos Quadro) kaksoiskytkentäasetelma, jossa on NETZSCH STA 449 F3 Jupiter kehittyneeseen lämpöanalyysiin. — Kuva 2: FT-IR-spektroskopian (vasen: Bruker Invenio) ja massaspektrometrian (oikea: `Aëolos^®` Quadro) kaksoiskytkentä NETZSCH STA 449 `F3` `Jupiter^®` .

Moderni analyysiväline, jossa on tyylikäs muotoilu, jota ympäröivät elinvoimaiset tiilenpunaiset säteet, jotka korostavat sen huipputeknologiaa. — Kuva 3: STA 449 `F3` `Jupiter^®SKIMMER` uunilla - suora kytkentä massaspektrometriin

Erikoissovelluksiin NETZSCH tarjoaa täysin integroidun kytkentäratkaisun MS-Skimmer. Tässä erityisessä lähestymistavassa kytkentätekniikka ja massaspektrometri integroidaan suoraan samanaikaisen lämpöanalysaattorin(STA) uunin rakenteeseen.
Tämän integraation ansiosta siirtolämpötilat ovat uunityypistä riippuen jopa 1950 °C:n lämpötiloja. Tämä tarjoaa mahdollisuuden tutkia myös sellaisia kaasuja, jotka tiivistyvät helposti esimerkiksi metalleista, keraameista ja epäorgaanisista materiaaleista.

Katso lisätietoja webinaaristamme: Vimeo:

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Kuvaus

Johtava tekijä kehittyneen kaasun analysoinnissa

NETZSCH on lähes puolen vuosisadan kehityskokemus kehittyneiden kaasujen analysoinnin ja kytkentätekniikoiden alalla, ja se tarjoaa ratkaisuja materiaalitutkimukseen ja -kehitykseen kaikenlaisiin teollisiin ja akateemisiin sovelluksiin. Tutustu EGA-menetelmiimme tarkemmin täällä: NETZSCH Analyzing & Testing (NETZSCH-thermal-analysis.com)