1+1=3: Combinatie van gasanalyse en thermische analyse

Het merendeel van de huidige thermoanalytische methoden behoort tot de groep van de beschrijvende analyse. Dat betekent dat deze methoden in staat zijn om het thermische gedrag van een materiaal nauwkeurig te karakteriseren. Ze kunnen bijvoorbeeld vragen beantwoorden als:

Wanneer smelt een materiaal?
Bij welke temperatuur begint de ontbinding van het materiaal?
Hoe verandert de grootte van een onderdeel tijdens de temperatuurbehandeling?

Thermische analyse kan echter vaak geen direct antwoord geven op de vraag "Waarom iets gebeurt". Thermische analyse geeft geen directe identificatie van wat er met het materiaal gebeurt. Het beschrijft alleen het proces zelf, zoals Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelten of massaverlies van een materiaal. In veel gevallen zijn conventionele thermoanalytische methoden niet voldoende om een beter inzicht te krijgen in een materiaal en het thermische gedrag ervan. Daarom worden thermoanalytische methoden vaak gecombineerd met andere analysetechnieken. Dit wordt hyphenation genoemd, waarbij twee of meer analysemethoden worden gecombineerd om de materiaalkarakterisering te verbeteren.

Evolved Gas Analysis - Kom meer te weten over uw materialen

Op het gebied van thermische analyse wordt koppeling meestal gebruikt om de chemische componenten van de gassen die vrijkomen bij verhitting te karakteriseren, een aanpak die Evolved Gas Analysis(EGA) wordt genoemd. Door EGA krijg je een dieper inzicht in het type en de samenstelling van de materialen. Veelgebruikte instrumentcombinaties zoals thermische analysers met FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectrometers), MS (Mass Spectrometers) en GC-MS (gaschromatograaf met een massaspectrometer als detector) leveren cruciale informatie over de aard of hoeveelheid, of beide, van gassen en dampen die tijdens de thermische behandeling ontstaan. Dit maakt de koppelingsoplossingen tot een perfect hulpmiddel om processen beter te begrijpen, veiligheidsrisico's te voorkomen en de Thermische stabiliteitEen materiaal is thermisch stabiel als het niet ontleedt onder invloed van temperatuur. Een manier om de thermische stabiliteit van een stof te bepalen is door een TGA (thermogravimetrische analyser) te gebruiken. thermische stabiliteit van materialen te onderzoeken. EGA biedt daarom tal van mogelijkheden om vragen te beantwoorden op het gebied van polymeren, anorganische en farmaceutische producten.

NETZSCH Libra TG 209 F1 thermische analyzer gekoppeld aan een FT-IR spectrometer (links) en massaspectrometer (rechts) voor EGA. — Fig. 1: Koppeling van een NETZSCH TG 209 `F1` `Libra^®` met een FT-IR spectrometer (links) of massaspectrometer (rechts).

Het koppelen van TGA aan een massaspectrometer (TG-MS) of Fourier Transform Infrarood Spectrometer (TG-FTIR) is een veel voorkomend voorbeeld voor een combinatie van thermische analyse en geëvolueerde gasanalyse. Deze koppelingstechnieken maken een gelijktijdige studie mogelijk van het massaveranderingsgedrag en een identificatie van de chemische componenten die vrijkomen uit het materiaal tijdens verhitting. Ze kunnen worden gebruikt om een grote verscheidenheid aan materialen te onderzoeken, zoals polymeren, organische stoffen, anorganische stoffen, keramiek en nog veel meer.

Voor veeleisende toepassingen, zoals de ontleding van complexe organische materialen of zelfs biomassa, zijn geavanceerde koppelingsoplossingen mogelijk. Dit kan worden gerealiseerd door de koppeling van een gaschromatograaf met massaspectrometrie (GC-MS) of zelfs de gelijktijdige koppeling van twee spectroscopische technieken zoals TGA-MS-FTIR.

Dubbele koppeling van FT-IR spectroscopie (Bruker Invenio) en massaspectrometrie (Aëolos Quadro) met NETZSCH STA 449 F3 Jupiter voor geavanceerde thermische analyse. — Fig. 2: Dubbele koppeling van FT-IR spectroscopie (links: Bruker Invenio) en massaspectrometrie (rechts: `Aëolos^®` Quadro) aan een NETZSCH STA 449 `F3` `Jupiter^®` .

Modern analytisch instrument met een strak ontwerp, omringd door levendige groenblauwe stralen die de geavanceerde technologie versterken. — Fig. 3: STA 449 `F3` `Jupiter^®` met `SKIMMER` oven - de directe koppeling met een massaspectrometer

Voor speciale toepassingsgevallen biedt NETZSCH een volledig geïntegreerde koppelingsoplossing met de MS-Skimmer. Deze specifieke aanpak integreert de koppelingstechnologie met een massaspectrometer rechtstreeks in het ontwerp van een oven voor simultane thermische analyse(STA).
Door deze integratie zijn - afhankelijk van het oventype - overdrachtstemperaturen tot 1950°C realiseerbaar. Dit biedt de mogelijkheid om ook gassen te onderzoeken die gemakkelijk condenseren, bijvoorbeeld uit materialen zoals metalen, keramiek en anorganische stoffen.

Bekijk ons webinar voor meer informatie: Next Generation of Evolved Gas Analysis op Vimeo:

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Beschrijving

Toonaangevend in Evolved Gas-analyse

NETZSCH heeft een ontwikkelingservaring van bijna een halve eeuw op het gebied van Evolved Gas Analysis en koppelingstechnologieën die oplossingen bieden voor materiaalonderzoek en -ontwikkeling voor allerlei industriële en academische toepassingen. Hier vindt u meer informatie over onze EGA-methoden: Hyphenated Techniques - Evolved Gas Analysis (EGA) - NETZSCH Analyzing & Testing (NETZSCH-thermal-analysis.com)