21.04.2026 by Aileen Sammler
Meer transparantie bij de analyse van verbrandingsgassen: koppeling van de OMEGA 5 FT-IR aan de NETZSCH TCC 918 kegelcalorimeter
Meer dan pieken en curven: Toepassingsinzichten door NETZSCH en Bruker
De maandelijkse blogserie met Bruker Optics – Deel 4: Cone-calorimetrie combineren met FT-IR-gasanalyse
Inzicht in het brandgedrag van materialen is essentieel voor veiligheidsbeoordelingen in industrieën zoals de bouw, transport, elektronica en openbare infrastructuur. In deze omgevingen is het niet alleen belangrijk om te weten hoe intens een materiaal brandt, maar ook welke gassen vrijkomen bij de verbranding.
Meer transparantie in verbrandingsgasanalyse
De NETZSCH TCC 918 Kegelcalorimeter is een beproefd instrument voor het analyseren van brandgedrag. Door het zuurstofverbruikprincipe toe te passen, levert het belangrijke brandparameters waaronder zuurstof-, kooldioxide- en koolmonoxideconcentraties, warmteafgiftesnelheid (HRR), rookproductiesnelheid (SPR), massaverliessnelheid (MLR), tijd tot ontsteking (TOI) en tijd tot vlamuitslag (TOF). Samen beschrijven deze parameters het brandgedrag van een materiaal van ontsteking tot het doven van de vlam en worden ze veel gebruikt om echte brandscenario's te modelleren.
In dit vierde artikel van onze NETZSCH Bruker blogreeks over gekoppelde analytische technieken bekijken we hoe het combineren van conuscalorimetrie met FT-IR gasanalyse diepere inzichten verschaft in verbrandingsprocessen en toxische emissies.
Kegelcalorimetrie: De basis voor analyse van brandgedrag
Tijdens een kegelcalorimetertest wordt een monster blootgesteld aan een gedefinieerde warmtestroom van een kegelverwarming, aangestoken en onder gecontroleerde omstandigheden laten branden. De resulterende rookgassen worden door een uitlaatsysteem geleid waar ze worden geanalyseerd om belangrijke brandparameters te bepalen.
De standaard gasanalyse op TCC 918 richt zich op de O₂-, CO- en CO₂-concentraties, die worden gebruikt om de warmteafgiftesnelheid te berekenen volgens het principe van zuurstofverbruik. De warmteafgiftesnelheid is een van de belangrijkste indicatoren van brandintensiteit en potentieel gevaar.
Andere classic kegelcalorimeterresultaten zijn onder andere:
- Rookproductiesnelheid (SPR) - geeft aan dat het zicht wordt belemmerd en dat er mogelijk sprake is van toxische blootstelling
- Massaverlies (ML) - weerspiegelt materiaaldegradatie en residuvorming
- Tijd tot Ontsteking (TOI) en Tijd tot Uitvlammen (TOF) - die het tijdelijke gedrag van de verbranding beschrijven
Deze metingen geven al een uitgebreid beeld van het brandgedrag. Ze geven echter geen volledig beeld van de specifieke chemische stoffen die aanwezig zijn in de verbrandingsgassen.
Uitbreiding van brandtesten met FT-IR gasanalyse
Om een dieper inzicht te krijgen in verbrandingsprocessen kan de NETZSCH TCC 918 Cone Calorimeter gekoppeld worden aan de Bruker OMEGA 5 FT-IR gasanalysator.
De verbinding wordt gerealiseerd via een verwarmde transferleiding, die zorgt voor een snel gastransport en condensatie van ontledingsproducten voorkomt. Dit maakt real-time FT-IR analyse van de verbrandingsgassen tijdens het experiment mogelijk.
FT-IR spectroscopie identificeert gassen op basis van hun karakteristieke infraroodabsorptiespectra. In tegenstelling tot veel andere koppelingstechnieken die voornamelijk kwalitatieve of semikwantitatieve informatie verschaffen, maakt de OMEGA 5 FT-IR gasanalysator de directe en gelijktijdige kwantitatieve bepaling van meerdere gassoorten in de verbrandingsstroom mogelijk.
Naast de standaard verbrandingsgassen zoals CO₂, CO en H₂O, kan het systeem dus gelijktijdig een breed scala aan extra verbindingen kwantificeren, waaronder:
- koolwaterstoffen (bijv. methaan, etheen, ethyleen)
- halogeenverbindingen zoals HCl, HBr en HF
- stikstofhoudende stoffen zoals HCN, NH₃, NO, NO₂ en N₂O
- organische verbindingen zoals formaldehyde, benzeen en fenol
- zwavelverbindingen zoals SO₂
Deze mogelijkheid stelt onderzoekers in staat om verder te kijken dan de klassieke brandparameters en kwantitatieve, tijdgeresolveerde informatie te verkrijgen over toxische en brandrelevante gassoorten, waardoor een veel uitgebreider begrip ontstaat van verbrandingsprocessen en emissiegedrag.
Voorbeeld: Brandgedrag van polyamidematerialen
Om de mogelijkheden van dit gekoppelde systeem te demonstreren, werd een PA6 textielmonster getest in de kegelcalorimeter onder een gedefinieerde warmtestroom.
De gegevens van de classic kegelcalorimeter onthulden het typische brandgedrag van het materiaal, inclusief de warmteafgiftesnelheid en de rookproductie. Tegelijkertijd gaf de FT-IR gasanalyse gedetailleerde informatie over de samenstelling van de rookgassen die tijdens de verbranding ontstonden.
Onder de gedetecteerde gassen waren
- CO₂ als het belangrijkste verbrandingsproduct
- H₂O van materiaal- en additievenontleding
- CO, wat wijst op onvolledige verbranding
- NO en N₂O afkomstig van stikstofhoudende polymeerstructuren
- HCN, een zeer giftig gas dat de celademhaling kan remmen
De gelijktijdige detectie van deze gassen stelt onderzoekers en ingenieurs in staat om niet alleen de brandintensiteit, maar ook het toxicologische risico van verbrandingsproducten te evalueren.
Een completere kijk op brandveiligheid
Terwijl de kegelcalorimeter het thermische brandgedrag van een materiaal kwantificeert, onthult de FT-IR gasanalysator de chemische samenstelling van de resulterende rookgassen. Samen maken ze een uitgebreide beoordeling van materialen mogelijk met betrekking tot brandgedrag, toxische emissies, naleving van veiligheidsvoorschriften en geschiktheid voor veiligheidskritische toepassingen.
Lees de volledige toepassingsnotitie hier
Dit artikel is deel vier van onze blogserie die de voordelen belicht van het combineren van thermische en spectroscopische analyse door de langdurige samenwerking tussen NETZSCH en Bruker.
Blijf kijken! Ons volgende artikel zal dieper ingaan op het onderzoek van cementgrondstoffen met STA-FTIR.
Bekijk de Blogreeks:
Dit artikel sluit onze maandelijkse blogreeks af over Evolved Gas Analysis met TGA-FT-IR "Voorbij pieken en curven: Application Insights by NETZSCH and Bruker".
Bekijk de volledige serie:
![NETZSCH De samenwerking tussen Bruker en [naam] belicht geavanceerde thermische analysetechnieken en toepassingen voor de identificatie van batterijscheiders.](https://analyzing-testing.netzsch.com/_Resources/Persistent/0/4/3/7/043796b867216069074f6359339bc0f17abac229/batteries-netzsch-bruker-1536x864-224x126.webp)
Meer informatie over onze brandtestproducten en koppelingstechnieken
Word een expert met onze gratis cursussen
Alle NETZSCH E-Learning Basiscursussen zijn gratis! De inhoud is gemaakt door onze experts op het gebied van laboratoriummethoden, die hun persoonlijke ervaringen met jou delen. Profiteer van flexibel online leren, volledig aangepast aan jouw trainingsbehoeften!