Glossario

Nero di Carbonio

La temperatura e l’atmosfera (gas di analisi) influenzano la perdita di peso risultante. Cambiando l’atmosfera da azoto ad aria durante l’analisi TGA, è possibile separare e quantificare additivi, come ad es. il nero di carbonio (carbon black), e la matrice polimerica.  

Figure 1:TGA measurement of PE filled with carbon black
Figure 2: Comparison of 4 different carbon black samples (sample mass 1 mg ± 0.05 mg) measured in alumina crucibles at a heating rate of 20 K/min
Figura 1: Analisi TGA di PE caricato con carbon black

Figura 1

In Figura 1 è riporta l’analisi di un polietilene (PE) caricato con l’1.8% di carbon black. Il primo gradino indica la decomposizione del PE (picco DTG a 479°C). Commutando quindi l’atmosfera da inerte (azoto) a ossidate (aria sintetica), il nero di carbonio si ossida completamente generando anidride carbonica. 

Figura 2

La superficie del nero di carbonio ne determinainfluenza la reattività, quindi la combustione (in atmosfera ossidativa). Maggiore la superficie, minore la dimensione delle particelle e minore sarà la temperatura di combustione o maggiore la rapidità di combustione ad una data temperatura (v. Figura 2). Grazie a questa reattività, in molti casi è possibile distinguere tra carbon black e carbonio pirolitico. Quindi l’analisi TGA può essere usata per determinare il contenuto di carbon black anche nei polimeri che generano residuo pirolitico. 

Figura 2: confronto tra 4 diversi campioni di carbon black (massa del campione: 1 mg ± 0.05 mg) misurati in crogioli di allumina ad una velocità di riscaldamento di 20K/min