Introduction
Le kaolin, une roche blanche à grain fin, est principalement utilisé dans les industries de la céramique, du papier et des polymères. Le kaolin est une matière première importante dans la production de porcelaine. Il est également utilisé comme matière de charge et de revêtement dans la production de papier et comme matière de charge pour les polymères tels que le PE-HD ou les composés de caoutchouc. [1]
C'est surtout au cours du processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage de la porcelaine que des températures de plus de 1000°C peuvent se produire, auxquelles sont exposées les matières premières et donc aussi la kaolinite. L'analyse thermogravimétrique est adaptée à l'étude du comportement de la kaolinite à des températures plus élevées. Elle permet d'observer les réactions de dégradation et de transformation du kaolin en fonction de la température.
Dans ce qui suit, le changement de masse de la kaolinite en fonction de la température est étudié au moyen de l'analyse thermogravimétrique.
Méthodes et préparation des échantillons
Le TG NETZSCH Libra® a été utilisé pour les mesures thermogravimétriques, qui ont été effectuées dans les conditions de mesure détaillées dans le tableau 1.
Tableau 1 : Conditions de mesure pour l'étude thermogravimétrique du kaolini
| Échantillon | Kaolin |
| Poids de l'échantillon | 39.83 mg |
| Matériau du creuset | Platine, ouvert |
| Plage de température | 40°C à 1100°C |
| Vitesse de chauffage | 10 K/min |
| Atmosphère | Azote |
Résultats des mesures et discussion
La courbe TGA mesurée, le taux de changement de masse (DTG) correspondant et le signal c-DTA calculé sont représentés dans la figure 1. Au début, une perte de masse de 0,6% peut être observée à 200°C, ce qui correspond à l'évolution de la courbe DTG dans cette plage de température avec un pic à 71,8°C. Ceci est probablement dû à la libération de l'humidité adsorbée.
En poursuivant le chauffage, deux pics endothermiques c-DTA peuvent être observés à 265,7 °C et 539,3 °C. Ces deux pics sont en corrélation avec les pics d'humidité adsorbée. Ces deux pics sont en corrélation avec une perte de masse. Entre 200°C et 300°C, une perte de masse de 0,5% et le pic correspondant du taux de changement de masse à 261,9°C se produisent. Ceci est probablement dû à la libération de l'eau de CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée.cristallisation. Avec l'augmentation de la température, une déshydroxylation EndothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est endothermique si la conversion nécessite de la chaleur.endothermique des couches intermédiaires se produit finalement, entraînant une perte de masse clairement reconnaissable de 13,3 % et un pic DTG net à 537,6°C.
À 992,1°C, un pic ExothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est exothermique si elle produit de la chaleur.exothermique c-DTA® est visible. La réaction ExothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est exothermique si elle produit de la chaleur.exothermique ne correspond pas à un changement de masse, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une Transitions de phaseLe terme de transition de phase (ou changement de phase) est le plus souvent utilisé pour décrire les transitions entre les états solide, liquide et gazeux. transition de phase. Cette transition est irréversible et indique la formation de mullite.
Résumé
Le kaolin a été étudié au moyen de l'analyse thermogravimétrique. A l'aide des courbes TGA et c-DTA mesurées, diverses réactions du kaolin connues dans la littérature peuvent être identifiées à différentes températures. En particulier, la déshydratation du kaolin peut être très bien observée dans l'analyse thermogravimétrique en raison de la perte de masse. La transition en mullite à des températures plus élevées est également visible si le signal c-DTA est pris en compte.