Introduction
En chauffant des liquides dans un équilibre thermique, la pression de vapeur du liquide augmente également à mesure que la vitesse de chauffage augmente. Le taux d'évaporation - la vitesse à laquelle le liquide passe à la phase gazeuse - augmente avec la température. Le taux de perte de masse, qui permet de suivre l'évaporation dans une thermobalance, augmente dans les mêmes proportions. La thermobalance peut être utilisée sous pression normale dans un flux de gaz de purge chassant les gaz de formation de la chambre d'échantillon.
Un liquide bout lorsque sa pression de vapeur correspond à la pression ambiante. Sous pression normale (1013 mbar), l'eau bout à 100°C puisque la pression de vapeur est également de 1013 mbar. Si la pression ambiante change, la température d'ébullition changera également. La figure 1 présente cette corrélation pour l'eau dans une plage de températures allant de la température ambiante à 110°C [1].
Comme le montre clairement la figure 1, l'eau bout déjà à 50°C si la pression ambiante de 1013 mbar est réduite à 123 mbar. Cette corrélation est utilisée dans des applications telles que le séchage sous vide, en ce sens que le matériau à sécher est exposé à une pression inférieure à la pression ambiante et que les liquides (généralement de l'eau) peuvent alors s'évaporer doucement à basse température. Cette technique est particulièrement utilisée dans le secteur alimentaire.
Il existe également une corrélation similaire à la réduction décrite du point d'ébullition des liquides - bien que sous une forme légèrement plus faible - pour la sublimation et la Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. décomposition des solides.
Conditions de mesure
| Échantillon | SEBS | SEBS |
|---|---|---|
| Poids | 8.635 mg | 10.130 mg |
| Creuset | Al2O3 | Al2O3 |
| Atmosphère | Azote | Vide |
| Débit de gaz | 40 ml/min | 0 ml/min |
| Taux de chauffage | 5 K/min | 5 K/min |
Études thermogravimétriques sous pression réduite
Comme pour le processus d'ébullition, d'autres réactions au cours desquelles des substances gazeuses sont libérées dépendent également de la pression ambiante. Les plages de température des Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. réactions de décomposition se déplacent également vers des valeurs plus basses lorsque la pression ambiante diminue. Ce changement de température varie en fonction du processus ou de la substance. Cela signifie que l'application d'une atmosphère à pression négative peut influencer à des degrés divers le dégagement de produits de Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. décomposition gazeux pour différentes réactions. Cette procédure peut être particulièrement bénéfique si les processus de dégradation thermique se chevauchent, c'est-à-dire s'ils se produisent très près l'un de l'autre dans le temps. La réduction de la pression ambiante peut alors permettre de mieux séparer les événements qui se chevauchent.
La figure 2 montre la comparaison de deux mesures sur un élastomère thermoplastique. Les lignes continues représentent la variation de la masse relative en fonction de la température. La courbe verte représente les résultats de la mesure sous pression normale à un taux de gaz de purge de 40 ml/min dans l'azote. Deux étapes de perte de masse sont visibles ; elles se chevauchent même à la faible vitesse de chauffage de 5 K/min. La quantification des étapes est difficile dans ce cas. Si cette étude est réalisée dans le vide - à la même vitesse de chauffage de 5 K/min (courbe bleue) - toutes les températures de libération sont décalées vers des valeurs plus basses que lors de la mesure sous pression normale. La fin de la réaction est atteinte à 480°C sous pression normale, mais dans le vide, la réaction est déjà terminée à 440°C. Les courbes en pointillés (DTG) montrent la dérivée première pour chacune des variations de masse relative (TG). Les résultats du DTG indiquent le taux de perte de masse et sont donc une mesure de la vitesse de réaction. Les températures des taux maximaux de perte de masse (maxima DTG) confirment que les deux réactions partielles sont déplacées vers des températures plus basses lorsqu'elles se produisent dans le vide. Cependant, comme la première réaction partielle (348°C à 212°C) est déplacée vers des températures nettement plus basses que la seconde (427°C à 407°C), les deux réactions partielles sont mieux séparées. La quantification des deux étapes de perte de masse est ainsi considérablement facilitée.
