Introduction
De nombreuses personnes considèrent la bicyclette comme un moyen de transport indispensable. Le pneu est un composant élémentaire et, en même temps, un facteur d'influence décisif sur les caractéristiques de conduite. Il peut être adapté en fonction du terrain et des qualités de conduite souhaitées.
Fondamentalement, la carcasse d'un pneu de bicyclette est constituée d'un composite de différents matériaux. Ce composite combine la flexibilité et les propriétés tribologiques d'un mélange de caoutchouc (bande de roulement) avec la résistance d'un tissu polymère synthétique (carcasse) et la stabilité dimensionnelle d'un faisceau de fils (noyau). Le mélange de caoutchouc lui-même est composé de diverses matières premières organiques et inorganiques et de charges. Cette composition est en grande partie responsable des propriétés du mélange de caoutchouc. [1]
L'analyse thermogravimétrique est une méthode analytique largement utilisée pour examiner les composés de caoutchouc. La thermogravimétrie est décrite dans les normes ISO 9924 et ASTM E1131 pour cette gamme d'applications. Par conséquent, la composition de la carcasse d'un pneu de bicyclette est ici examinée à l'aide de l'analyse thermogravimétrique.
Méthodes et préparation des échantillons
Afin d'obtenir une mesure représentative du mélange de caoutchouc de la carcasse, plusieurs échantillons small d'une masse totale de 10 mg ont été découpés dans le profil de la carcasse. On a veillé à ce que ces morceaux ne soient constitués que du composé de caoutchouc de la bande de roulement et n'incluent aucun composant de la carcasse ou du noyau.
Pour l'étude thermogravimétrique, le TG NETZSCH Libra® a été utilisé. Ces mesures ont été effectuées dans les conditions détaillées dans le tableau 1.
Tableau 1 : Conditions de mesure de l'étude thermogravimétrique d'une carcasse de pneu de bicyclette
| Échantillon | Enveloppe de pneu de bicyclette |
| Poids de l'échantillon | 9.79 mg |
| Matériau du creuset | Alumine, ouvert |
| Plage de température | 40°C à 1100°C |
| Programme de température | 40°C - 850°C dans l'azote ; 805°C - 1100°C dans l'air |
| Vitesse de chauffage | 10 K/min |
| Atmosphère | Azote, air |
Résultats des mesures et discussion
La figure 1 montre la Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. décomposition thermique de la carcasse d'un pneu de bicyclette. La première perte de masse de 8,7 % (pic DTG à 283,2 °C) est due à l'évaporation du plastifiant. Ensuite, on observe la dégradation des composants organiques du caoutchouc. Elle se déroule en deux étapes clairement distinctes, la première montrant une perte de masse de 25,1 % et la seconde une perte de masse de 31,8 %. Les deux étapes sont également reconnaissables à l'examen de la courbe DTG, le premier pic se situant à 379,1°C et le second à 469,8°C.
En plus des composants organiques de l'enveloppe du pneu, small les niveaux de contenu des charges inorganiques peuvent également être observés dans la courbe TGA lors d'un chauffage supplémentaire. Cette perte est due à la libération deCO2 provenant de la Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. décomposition de CaCO3 en CaO à un pic du signal DTG à 664,5°C. Même les quantités de small (1,2 % dans cet exemple) peuvent être détectées sans problème.
À 850°C, l'atmosphère est passée d'une atmosphère inerte d'azote à une atmosphère oxydante. En raison de ce changement d'atmosphère, la combustion du Noir de carboneLa température et l'atmosphère (gaz de purge) affectent les résultats du changement de masse. En changeant l'atmosphère, par exemple de l'azote à l'air, pendant la mesure TGA, il est possible de séparer et de quantifier les additifs, par exemple le noir de carbone, et le polymère en vrac.noir de carbone peut être observée lors du chauffage à 1100°C, et la Teneur en cendresLes cendres sont une mesure de la teneur en oxydes minéraux sur une base pondérale. L'analyse thermogravimétrique (ATG) en atmosphère oxydante est une méthode éprouvée pour déterminer le résidu inorganique, communément appelé cendre, dans les matériaux organiques tels que les polymères, les caoutchoucs, etc. Par conséquent, la mesure AGT Identify permet de déterminer si un matériau est chargé et de calculer la teneur totale en charge.teneur en cendres de 7,1% qui en résulte peut être quantifiée.
Résumé
Le composé de caoutchouc de la carcasse du pneu de bicyclette a été examiné au moyen d'une analyse thermogravimétrique. La proportion d'ingrédients organiques, tels que les plastifiants et le caoutchouc, peut ainsi être déterminée. Malgré sa faible proportion, la teneur en charge inorganique a également été détectée et la Teneur en cendresLes cendres sont une mesure de la teneur en oxydes minéraux sur une base pondérale. L'analyse thermogravimétrique (ATG) en atmosphère oxydante est une méthode éprouvée pour déterminer le résidu inorganique, communément appelé cendre, dans les matériaux organiques tels que les polymères, les caoutchoucs, etc. Par conséquent, la mesure AGT Identify permet de déterminer si un matériau est chargé et de calculer la teneur totale en charge.teneur en cendres qui en résulte a été déterminée.