21.04.2026 by Aileen Sammler
Plus de transparence dans l'analyse des gaz de combustion : Couplage FT-IR OMEGA 5 sur le calorimètre à cône NETZSCH TCC 918
Au-delà des pics et des courbes : Perspectives d'application par NETZSCH et Bruker
Série de blogs mensuels avec Bruker Optics - Partie 4 : Combinaison de la calorimétrie conique et de l'analyse FT-IR des gaz
Comprendre le comportement au feu des matériaux est essentiel pour évaluer la sécurité dans des secteurs tels que la construction, les transports, l'électronique et les infrastructures publiques. Dans ces environnements, il est non seulement important de connaître l 'intensité de la combustion d'un matériau, mais aussi les gaz libérés pendant la combustion.
Plus de transparence dans l'analyse des gaz de combustion
Le calorimètre NETZSCH TCC 918 Calorimètre à cône est un instrument bien connu pour l'analyse du comportement des incendies. En appliquant le principe de la consommation d'oxygène, il fournit des paramètres clés du feu, notamment les concentrations d'oxygène, de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone, le taux de dégagement de chaleur (HRR), le taux de production de fumée (SPR), le taux de perte de masse (MLR), le délai d'allumage (TOI) et le délai d'extinction de la flamme (TOF). Ensemble, ces paramètres décrivent le comportement au feu d'un matériau, de l'allumage à l'extinction des flammes, et sont largement utilisés pour modéliser des scénarios d'incendie réels.
Dans ce quatrième article de notre série de blogs NETZSCH Bruker sur les techniques analytiques couplées, nous examinons comment la combinaison de la calorimétrie à cône et de l'analyse FT-IR des gaz permet de mieux comprendre les processus de combustion et les émissions toxiques.
Calorimétrie du cône : La base de l'analyse du comportement du feu
Au cours d'un essai au calorimètre à cône, un échantillon est exposé à un flux de chaleur défini provenant d'un appareil de chauffage à cône, enflammé, et on le laisse brûler dans des conditions contrôlées. Les gaz de combustion qui en résultent sont transportés dans un système d'échappement où ils sont analysés pour déterminer les paramètres clés de l'incendie.
L'analyse standard des gaz dans le site TCC 918 se concentre sur les concentrations d'O₂, de CO et de CO₂, qui sont utilisées pour calculer le taux de dégagement de chaleur selon le principe de la consommation d'oxygène. Le taux de dégagement de chaleur est l'un des indicateurs les plus importants de l'intensité de l'incendie et du danger potentiel.
Les autres résultats du calorimètre à cône classic sont les suivants
- Letaux de production de fumée (SPR ), qui indique une réduction de la visibilité et une éventuelle exposition à des substances toxiques
- Perte de masse (ML) - reflétant la dégradation du matériau et la formation de résidus
- Temps d'allumage (TOI ) et temps d'extinction (TOF ) - décrivant le comportement temporel de la combustion
Ces mesures fournissent déjà une image complète du comportement des incendies. Cependant, elles ne révèlent pas entièrement les espèces chimiques spécifiques présentes dans les gaz de combustion.
Extension des essais d'incendie grâce à l'analyse FT-IR des gaz
Pour mieux comprendre les processus de combustion, le calorimètre à côneNETZSCH TCC 918 peut être couplé à l'analyseur de gaz FT-IR Bruker OMEGA 5.
La connexion est réalisée par une ligne de transfert chauffée, assurant un transport rapide des gaz et empêchant la condensation des 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. Cela permet une analyse FT-IR en temps réel des gaz de combustion pendant l'expérience.
La spectroscopie FT-IR identifie les gaz sur la base de leurs spectres d'absorption infrarouge caractéristiques. Contrairement à de nombreuses autres techniques de couplage qui fournissent principalement des informations qualitatives ou semi-quantitatives, l'analyseur de gaz OMEGA 5 FT-IR permet la détermination quantitative directe et simultanée de plusieurs espèces de gaz dans le flux de combustion.
Outre les gaz de combustion standard tels que CO₂, CO et H₂O, le système peut donc quantifier simultanément une large gamme de composés supplémentaires, y compris :
- les hydrocarbures (par exemple, le méthane, l'éthène, l'éthyne)
- les composés halogénés tels que HCl, HBr et HF
- des espèces azotées telles que HCN, NH₃, NO, NO₂ et N₂O
- les composés organiques tels que le formaldéhyde, le benzène et le phénol
- les composés sulfurés tels que le SO₂
Cette capacité permet aux chercheurs d'aller au-delà des paramètres classiques des incendies et d'obtenir des informations quantitatives et résolues dans le temps sur les espèces gazeuses toxiques et pertinentes pour les incendies, ce qui permet une compréhension beaucoup plus complète des processus de combustion et du comportement des émissions.
Exemple : Comportement au feu des matériaux en polyamide
Pour démontrer les capacités de ce système couplé, un échantillon de textile PA6 a été testé dans le calorimètre à cône sous un flux de chaleur défini.
Les données du calorimètre à cône classic ont révélé le comportement au feu typique du matériau, y compris le taux de dégagement de chaleur et le taux de production de fumée. Parallèlement, l'analyse FT-IR des gaz a fourni des informations détaillées sur la composition des gaz de fumée générés pendant la combustion.
Parmi les gaz détectés, on trouve
- CO₂ comme principal produit de combustion
- H₂O 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 des matériaux et des additifs
- CO, indiquant une combustion incomplète
- NO et N₂O provenant des structures polymères contenant de l'azote
- HCN, un gaz hautement toxique qui peut inhiber la respiration cellulaire
La détection simultanée de ces gaz permet aux chercheurs et aux ingénieurs d'évaluer non seulement l'intensité de l'incendie, mais aussi le risque toxicologique des produits de combustion.
Une vision plus complète de la sécurité incendie
Alors que le calorimètre à cône quantifie le comportement thermique au feu d'un matériau, l'analyseur de gaz FT-IR révèle la composition chimique des gaz de fumée qui en résultent. Ensemble, ils permettent une évaluation complète des matériaux en termes de comportement au feu, d'émissions toxiques, de conformité aux réglementations de sécurité et d'adéquation aux applications critiques en matière de sécurité.
Lire la note d'application complète ici
Cet article est la quatrième partie de notre série de blogs soulignant les avantages de la combinaison de l'analyse thermique et spectroscopique grâce à la collaboration à long terme entre NETZSCH et Bruker.
Restez à l'écoute ! Notre prochain article approfondira l'étude des matières premières du ciment par STA-FTIR.
Revoir la série de blogs :
Cet article conclut notre série de blogs mensuels sur l'analyse des gaz évolués avec TGA-FT-IR "Au-delà des pics et des courbes : Perspectives d'application par NETZSCH et Bruker".
Consultez l'intégralité de la série :
- Partie 1 :Identification des matériaux séparateurs dans les applications de batteries
- Partie 2 :Détection des plastifiants dans les polymères, les jouets et les articles de sport
- Partie 3 : Détection des plastifiants dans les polymères, les jouets et les articles de sport :Influence de l'humidité sur la décomposition des produits pharmaceutiques
- Partie 4 : Analyse des gaz de combustion : Couplage OMEGA 5 FT-IR sur le site NETZSCH TCC 918 Calorimètre à cône
En savoir plus sur nos produits d'essai au feu et nos techniques de couplage
Devenez un expert grâce à nos cours d'apprentissage en ligne gratuits
Tous les cours de base de NETZSCH E-Learning sont gratuits ! Le contenu est créé par nos experts en méthodes de laboratoire, qui partagent avec vous leurs expériences personnelles. Profitez d'un apprentissage en ligne flexible, entièrement adapté à vos besoins de formation !