用語集

カーボンブラック

温度と雰囲気(パージガス)は質量変化の結果に影響を与える。TGA測定中に雰囲気を例えば窒素から空気に変えることで、以下のような結果が得られます。TGA測定添加剤、例えばカーボンブラックとバルクポリマーの分離と定量が可能になります。

1.8%のカーボンブラックを充填したポリエチレン(PE)のTGA分析グラフ。質量変化と燃焼温度を示す。
図1:カーボンブラックを充填したPEのTGA測定
4種類のカーボンブラック試料の熱重量分析(TGA)を比較し、さまざまな温度における燃焼挙動を明らかにした。
図 2:加熱速度 20 K/分でアルミナるつぼ中で測定した 4 種類のカーボンブラック試料(試料質量 1 mg±0.05 mg)の比較。
1.8%カーボンブラックを充填したポリエチレンの大気条件による質量変化を示すTGA分析グラフ。
図1:カーボンブラックを充填したPEのTGA測定

図1

図1は、1.8%のカーボンブラックを充填したポリエチレン(PE)を示している。最初の分解ステップ(479℃のDTGピーク)は、PEの分解を意味する。不活性ガス雰囲気(窒素)から酸化雰囲気(合成空気)に切り替えた後、添加カーボンブラックは完全に燃焼して二酸化炭素になる。

図2

カーボンブラックの表面は、燃焼挙動(酸素雰囲気中)を決定する。表面積が大きいほど、粒子径が小さいほど、燃焼温度が低いか、または定められた温度で燃焼が速く起こる(図2参照)。

この燃焼挙動により、多くの場合、添加カーボンブラックと熱分解カーボンを区別することが可能である。したがって、TGAは、熱分解ススを形成するポリマーであっても、カーボンブラック含有量の測定に使用することができる。

温度(℃)に対する質量変化(%TG)を示す4種類のカーボンブラック試料の比較。燃焼分析のキー。
図 2:加熱速度 20 K/分でアルミナるつぼ中で測定した 4 種類のカーボンブラック試料(試料質量 1 mg±0.05 mg)の比較。
明るいワークスペースで、2人のプロフェッショナルがテーブルの上の図表やデータを分析し、1人はタブレットを使い、もう1人はメモを取っている。

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