Bevezetés
A kerékpárt sokan nélkülözhetetlen közlekedési eszköznek tartják. A gumiabroncs elemi alkatrész, ugyanakkor a vezetési tulajdonságokat döntően befolyásoló tényező. A talajhoz és a kívánt vezetési tulajdonságokhoz igazítható.
A kerékpár gumiabroncs burkolata alapvetően különböző anyagok összetételéből áll. Ez a kompozit egyesíti a gumikeverék (futófelület) rugalmasságát és tribológiai tulajdonságait egy szintetikus polimerszövet (váz) szilárdságával és egy drótköteg (mag) méretstabilitásával. Maga a gumikeverék különböző szerves és szervetlen nyersanyagokból és töltőanyagokból áll. Ez az összetétel nagymértékben felelős a gumikeverék tulajdonságaiért. [1]
A termogravimetriai analízis széles körben használt analitikai módszer a gumikeverékek vizsgálatára. A termogravimetriát az ISO 9924 és az ASTM E1131 szabványok írják le erre az alkalmazási tartományra. Ezért itt egy kerékpárgumiabroncs köpenyének összetételét vizsgáljuk termogravimetriás analízissel.
Módszerek és mintaelőkészítés
Annak érdekében, hogy a burkolat gumikeverékére reprezentatív mérést kapjunk, a burkolat profiljából több, összesen 10 mg tömegű small mintát vágtak ki. Ügyeltek arra, hogy ezek a darabok csak a futófelület gumikeverékéből álljanak, és ne tartalmazzák a váz vagy a mag bármely összetevőjét.
A termogravimetriás vizsgálathoz a NETZSCH TG Libra® készüléket használták. Ezeket a méréseket az 1. táblázatban részletezett feltételek mellett végezték.
Táblázat: A kerékpárgumiabroncs burkolatának termogravimetriás vizsgálatának mérési feltételei
| Minta | Kerékpárgumiabroncs burkolata |
| A minta súlya | 9.79 mg |
| Tégely anyaga | Alumínium-oxid, nyitott |
| Hőmérséklet-tartomány | 40°C és 1100°C között |
| Hőmérsékleti program | 40°C - 850°C nitrogénben; 805°C - 1100°C levegőben |
| Fűtési sebesség | 10 K/perc |
| Atmoszféra | Nitrogén, levegő |
Mérési eredmények és megbeszélés
Az 1. ábra a kerékpárgumiabroncs burkolatának termikus Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlását mutatja. Az első 8,7%-os tömegveszteség (DTG-csúcs 283,2°C-on) a lágyítószer-tartalom PárologtatásEgy elem vagy vegyület elpárolgása fázisátalakulás a folyékony fázisból gőzzé. A párolgásnak két típusa létezik: a párolgás és a forrás.elpárolgásának köszönhető. Ezután a szerves gumikomponensek lebomlása figyelhető meg. Ez két, egymástól egyértelműen elkülönülő lépésben történik, az első lépésben 25,1%-os, a második lépésben 31,8%-os tömegveszteséget mutatva. A két lépés a DTG görbét is felismerhető, az első csúcs 379,1°C-nál, a második pedig 469,8°C-nál található.
A gumiabroncs burkolatának szerves összetevői mellett a small szervetlen töltőanyagok tartalmi szintjei is láthatóak a TGA-görbén további melegítéskor. Ez a veszteség a CaCO3 CaO-ra történő Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlásából származóCO2 felszabadulásának köszönhető a DTG jel 664,5°C-nál lévő csúcsánál. Még a small mennyiségek, a példában szereplő 1,2% is gond nélkül kimutatható.
850°C-on a légkört inert nitrogén atmoszféráról oxidáló atmoszférára váltottuk. E légkörváltás következtében a SzénfeketeA hőmérséklet és a légkör (tisztítógáz) befolyásolja a tömegváltozási eredményeket. Ha a TGA-mérés során a légkört pl. nitrogénről levegőre változtatjuk, lehetővé válik az adalékanyagok, pl. a korom, és az ömlesztett polimer elválasztása és mennyiségi meghatározása. korom égése 1100°C-ra történő hevítés során megfigyelhető, és az így keletkező 7,1%-os Hamu tartalomA hamu az ásványi oxidtartalom mérőszáma, súly alapján. A termogravimetriás analízis (TGA) oxidatív atmoszférában jól bevált módszer a szerves anyagokban, például polimerekben, gumikban stb. található szervetlen maradékok, az úgynevezett hamu meghatározására. Ezért a TGA-mérés a Identify címen elérhető, ha egy anyag töltött, és kiszámítja a teljes töltőanyag-tartalmat. hamutartalom számszerűsíthető.
Összefoglaló
A kerékpárgumiabroncs burkolatának gumikeverékét termogravimetriás elemzéssel vizsgálták. Így meghatározható a szerves összetevők, például a lágyítószerek és a gumi aránya. Az alacsony arány ellenére a szervetlen töltőanyag-tartalmat is kimutatták, és meghatározták a keletkező hamutartalmat.