21.04.2026 by Aileen Sammler
Maggiore trasparenza nell’analisi dei gas di combustione: accoppiamento FT-IR OMEGA 5 sul calorimetro a cono “ NETZSCH ” TCC 918
Oltre i picchi e le curve: approfondimenti applicativi a cura di NETZSCH e Bruker
La serie mensile di post sul blog con Bruker Optics – Parte 4: Combinazione della calorimetria a cono con l’analisi dei gas mediante FT-IR
La comprensione del comportamento al fuoco dei materiali è essenziale per la valutazione della sicurezza in settori quali l'edilizia, i trasporti, l'elettronica e le infrastrutture pubbliche. In questi ambienti, non è solo importante conoscere l'intensità della combustione di un materiale, ma anche quali gas vengono rilasciati durante la combustione.
Maggiore trasparenza nell'analisi dei gas di combustione
Il NETZSCH TCC 918 Calorimetro a cono è uno strumento consolidato per l'analisi del comportamento dell'incendio. Applicando il principio del consumo di ossigeno, fornisce parametri chiave dell'incendio, tra cui le concentrazioni di ossigeno, anidride carbonica e monossido di carbonio, il tasso di rilascio di calore (HRR), il tasso di produzione di fumo (SPR), il tasso di perdita di massa (MLR), il tempo di accensione (TOI) e il tempo di spegnimento della fiamma (TOF). Insieme, questi parametri descrivono le prestazioni antincendio di un materiale dall'accensione all'estinzione della fiamma e sono ampiamente utilizzati per modellare scenari di incendio reali.
In questo quarto articolo della nostra serie di blog NETZSCH Bruker sulle tecniche analitiche accoppiate, analizziamo come la combinazione della calorimetria a cono con l'analisi dei gas FT-IR fornisca una visione più approfondita dei processi di combustione e delle emissioni tossiche.
Calorimetria a cono: La base per l'analisi del comportamento del fuoco
Durante un test con calorimetro a cono, un campione viene esposto a un flusso di calore definito da un riscaldatore a cono, viene acceso e lasciato bruciare in condizioni controllate. I gas di scarico risultanti vengono trasportati attraverso un sistema di scarico e analizzati per determinare i parametri chiave dell'incendio.
L'analisi standard dei gas nel sito TCC 918 si concentra sulle concentrazioni di O₂, CO e CO₂, che vengono utilizzate per calcolare il tasso di rilascio di calore secondo il principio del consumo di ossigeno. Il tasso di rilascio di calore è uno degli indicatori più importanti dell'intensità dell'incendio e del potenziale pericolo.
Altri risultati del calorimetro a cono classic includono:
- Tasso di produzione di fumo (SPR) - che indica la compromissione della visibilità e la possibile esposizione a sostanze tossiche
- Perdita di massa (ML): riflette la degradazione del materiale e la formazione di residui
- Tempo di accensione (TOI) e tempo di spegnimento (TOF), che descrivono il comportamento temporale della combustione
Queste misure forniscono già un quadro completo del comportamento dell'incendio. Tuttavia, non rivelano completamente le specie chimiche specifiche presenti nei gas di combustione.
Ampliamento delle prove antincendio con l'analisi dei gas FT-IR
Per ottenere una visione più approfondita dei processi di combustione, il calorimetro a conoNETZSCH TCC 918 può essere accoppiato all'analizzatore di gas Bruker OMEGA 5 FT-IR.
Il collegamento avviene tramite una linea di trasferimento riscaldata, che garantisce un rapido trasporto del gas e impedisce la condensazione dei prodotti di Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione. Ciò consente l'analisi FT-IR in tempo reale dei gas di combustione durante l'esperimento.
La spettroscopia FT-IR identifica i gas in base ai loro caratteristici spettri di assorbimento infrarosso. A differenza di molte altre tecniche di accoppiamento che forniscono principalmente informazioni qualitative o semiquantitative, l'analizzatore di gas FT-IR OMEGA 5 consente la determinazione quantitativa diretta e simultanea di più specie di gas nel flusso di combustione.
Oltre ai gas di combustione standard come CO₂, CO e H₂O, il sistema può quindi quantificare simultaneamente un'ampia gamma di composti aggiuntivi, tra cui:
- idrocarburi (ad esempio, metano, etene, etile)
- composti alogeni come HCl, HBr e HF
- specie contenenti azoto come HCN, NH₃, NO, NO₂ e N₂O
- composti organici, tra cui formaldeide, benzene e fenolo
- composti dello zolfo come la SO₂
Questa capacità consente ai ricercatori di andare oltre i parametri classici dell'incendio e di ottenere informazioni quantitative e risolte nel tempo sulle specie gassose tossiche e rilevanti per l'incendio, fornendo una comprensione molto più completa dei processi di combustione e del comportamento delle emissioni.
Esempio: Comportamento al fuoco dei materiali in poliammide
Per dimostrare le capacità di questo sistema accoppiato, un campione di tessuto PA6 è stato testato nel calorimetro a cono con un flusso di calore definito.
I dati del calorimetro a cono classic hanno rivelato il comportamento tipico del materiale in caso di incendio, compreso il tasso di rilascio di calore e di produzione di fumo. Allo stesso tempo, l'analisi dei gas FT-IR ha fornito informazioni dettagliate sulla composizione dei fumi generati durante la combustione.
Tra i gas rilevati vi sono:
- CO₂ come principale prodotto di combustione
- H₂O derivante dalla Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione dei materiali e degli additivi
- CO, che indica una combustione incompleta
- NO e N₂O provenienti da strutture polimeriche contenenti azoto
- HCN, un gas altamente tossico che può inibire la respirazione cellulare
La rilevazione simultanea di questi gas consente a ricercatori e ingegneri di valutare non solo l'intensità dell'incendio, ma anche il rischio tossicologico dei prodotti di combustione.
Una visione più completa della sicurezza antincendio
Mentre il calorimetro a cono quantifica il comportamento termico al fuoco di un materiale, l'analizzatore di gas FT-IR rivela la composizione chimica dei fumi risultanti. Insieme, consentono una valutazione completa dei materiali per quanto riguarda il comportamento al fuoco, le emissioni tossiche, la conformità alle norme di sicurezza e l'idoneità ad applicazioni critiche per la sicurezza.
Leggete la nota applicativa completa qui
Questo articolo è la quarta parte della nostra serie di blog che evidenziano i vantaggi della combinazione di analisi termica e spettroscopica grazie alla collaborazione a lungo termine tra NETZSCH e Bruker.
Restate sintonizzati! Il prossimo articolo approfondirà l'analisi della materia prima cemento mediante STA-FTIR.
Rivedere la serie di blog:
Questo articolo conclude la nostra serie mensile di blog sull'analisi dei gas evoluti con TGA-FT-IR "Oltre i picchi e le curve: Approfondimenti applicativi di NETZSCH e Bruker".
Rivedete la serie completa:
- Parte 1:Identificazione dei materiali separatori nelle applicazioni delle batterie
- Parte 2:Rilevamento di plastificanti in polimeri, giocattoli e articoli sportivi
- Parte 3:Influenza dell'umidità sulla decomposizione farmaceutica
- Parte 4: Analisi dei gas di combustione: Accoppiamento OMEGA 5 FT-IR sul calorimetro a cono NETZSCH TCC 918
Per saperne di più sui nostri prodotti per le prove antincendio e sulle tecniche di accoppiamento
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