Wprowadzenie
Wiele osób uważa rower za niezbędny środek transportu. Opona jest podstawowym komponentem i jednocześnie decydującym czynnikiem wpływającym na właściwości jezdne. Można ją dostosować do podłoża i pożądanej jakości jazdy.
Zasadniczo karkas opony rowerowej składa się z kompozytu różnych materiałów. Kompozyt ten łączy elastyczność i właściwości trybologiczne mieszanki gumowej (bieżnik) z wytrzymałością syntetycznej tkaniny polimerowej (karcass) i stabilnością wymiarową wiązki drutu (rdzeń). Sama mieszanka gumowa składa się z różnych surowców organicznych i nieorganicznych oraz wypełniaczy. Skład ten jest largely odpowiedzialny za właściwości mieszanki gumowej. [1]
Analiza termograwimetryczna jest szeroko stosowaną metodą analityczną do badania mieszanek gumowych. Termograwimetria jest opisana w normach ISO 9924 i ASTM E1131 dla tego zakresu zastosowań. Dlatego skład karkasu opony rowerowej jest tutaj badany za pomocą analizy termograwimetrycznej.
Metody i przygotowanie próbek
Aby uzyskać pomiar reprezentatywny dla mieszanki gumowej karkasu, z profilu karkasu wycięto kilka próbek small o łącznej masie 10 mg.arcZadbano o to, aby próbki te składały się wyłącznie z mieszanki gumowej bieżnika i nie zawierały żadnych elementów karkasu ani rdzenia.
Do badań termograwimetrycznych wykorzystano urządzenie NETZSCH TG Libra®. Pomiary te przeprowadzono w warunkach wyszczególnionych w tabeli 1.
Tabela 1: Warunki pomiaru badania termograwimetrycznego karkasu opony rowerowej
| Próbka | Osłona opony rowerowej |
| Masa próbki | 9.79 mg |
| Materiał tygla | Tlenek glinu, otwarty |
| Zakres temperatur | 40°C do 1100°C |
| Program temperaturowy | 40°C - 850°C w azocie; 805°C - 1100°C w powietrzu |
| Szybkość ogrzewania | 10 K/min |
| Atmosfera | Azot, powietrze |
Wyniki pomiarów i dyskusja
Rysunek 1 przedstawiaReakcja rozkładuReakcja rozkładu to wywołana termicznie reakcja związku chemicznego tworząca produkty stałe i/lub gazowe. rozkład termiczny karkasu opony rowerowej. Pierwsza utrata masy wynosząca 8,7% (szczyt DTG przy 283,2°C) jest spowodowana odparowaniem zawartości plastyfikatora. Następnie można zaobserwować degradację organicznych składników gumy. Odbywa się to w dwóch wyraźnie oddzielonych etapach, przy czym pierwszy etap wykazuje ubytek masy o 25,1%, a drugi o 31,8%. Te dwa etapy można również rozpoznać, patrząc na krzywą DTG z pierwszym pikiem w 379,1°C i drugim pikiem w 469,8°C.
Oprócz organicznych składników karkasu opony, na krzywej TGA po dalszym ogrzewaniu można również zaobserwować small poziomy zawartości nieorganicznych wypełniaczy. Utrata ta jest spowodowana uwalnianiemCO2 z rozkładu CaCO3 do CaO w szczycie sygnału DTG w temperaturze 664,5°C. Nawet small ilości 1,2% w tym przykładzie można wykryć bez żadnych problemów.
W temperaturze 850°C atmosfera została zmieniona z obojętnej atmosfery azotu na atmosferę utleniającą. Ze względu na tę zmianę atmosfery, spalanie sadzy można zaobserwować podczas ogrzewania do 1100°C, a wynikającą z tego Zawartość popiołuPopiół jest miarą zawartości tlenków mineralnych w przeliczeniu na masę. Analiza termograwimetryczna (TGA) w atmosferze utleniającej jest sprawdzoną metodą określania pozostałości nieorganicznych, powszechnie określanych jako popiół, w materiałach organicznych, takich jak polimery, gumy itp. Dlatego pomiar TGA pozwala określić, czy materiał jest wypełniony i obliczyć całkowitą zawartość wypełniacza.zawartość popiołu wynoszącą 7,1% można określić ilościowo.
Podsumowanie
Mieszanka gumowa karkasu opony rowerowej została zbadana za pomocą analizy termograwimetrycznej. W ten sposób można określić udział składników organicznych, takich jak plastyfikatory i guma. Pomimo niskiego udziału, dodatkowo wykryto zawartość wypełniacza nieorganicznego i określono wynikową Zawartość popiołuPopiół jest miarą zawartości tlenków mineralnych w przeliczeniu na masę. Analiza termograwimetryczna (TGA) w atmosferze utleniającej jest sprawdzoną metodą określania pozostałości nieorganicznych, powszechnie określanych jako popiół, w materiałach organicznych, takich jak polimery, gumy itp. Dlatego pomiar TGA pozwala określić, czy materiał jest wypełniony i obliczyć całkowitą zawartość wypełniacza.zawartość popiołu.