Introdução
Na Nota de Aplicação 032, apresentamos as maneiras pelas quais a atmosfera e o formato da amostra afetam os resultados do teste de TGA usando exemplos detalhados do campo de elastômeros termoplásticos. Além do tipo de gás de purga (por exemplo, inerte ou oxidante), outros fatores que influenciam os resultados do teste são a taxa de gás de purga, a influência do cadinho, a relação superfície-massa e se as medições foram realizadas com cadinhos abertos ou fechados.
Resultados da medição
Influência da taxa de gás de purga
A Figura 1 mostra as curvas de TGA para uma formulação de aditivo de polímero em duas taxas diferentes de gás de purga. A amostra sólida foi aquecida sob nitrogênio a 230°C e a temperatura foi mantida constante. Durante o aquecimento, a amostra derreteu a 75°C e depois permaneceu no estado líquido.
Para ambas as medições, foi usado um peso de amostra de 10,50 mg e uma taxa de aquecimento de 20 K/min. A perda de massa observada aqui está altamente correlacionada com a taxa de gás de purga empregada. Para a taxa de gás de purga de 40 ml/min (curva verde de TGA), pode-se observar uma perda de massa de 23,6%; para a taxa de gás de purga mais baixa de 20 ml/min (curva azul de TGA), a perda de massa foi de apenas 22,8% após o mesmo período de tempo. A etapa de perda de massa nesse exemplo não pode ser atribuída à Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição da amostra, mas sim à evaporação de voláteis. O processo de evaporação pode, portanto, ser acelerado por meio de altas taxas de gás de purga.
Influência do cadinho, relação entre superfície e massa
Da mesma forma, a escolha do cadinho também afeta o resultado do teste de TGA. A Figura 2 mostra os resultados do teste para a mesma amostra mostrada na Figura 1. Todos os parâmetros de medição - programa de temperatura, peso da amostra, atmosfera - foram definidos de forma idêntica. A única diferença foi a geometria do cadinho. Para o teste que produziu a curva TGA azul, o cadinho tinha um diâmetro smallmaior do que para o que produziu a curva verde. Uma diferença clara na etapa de perda de massa também pode ser observada no teste de TGA aqui.
Com o cadinho larger (curva verde), foi observada uma perda de massa de 23,6%; para o cadinho smaller, a perda de massa foi de apenas 21,2% sob condições de medição idênticas. Na análise térmica, a relação entre a superfície e a massa da amostra sempre desempenha um papel decisivo na reprodutibilidade dos resultados dos testes termogravimétricos.
Medição com e sem tampa de cadinho
Além da geometria do cadinho, outra consideração importante ao comparar os resultados é se foi utilizada uma tampa para as medições. Geralmente, as medições de TGA são realizadas sem tampa, mas, às vezes, uma tampa é usada para evitar que o material da amostra em estado líquido seja derramado para fora do cadinho. Em casos como esse, geralmente é usada uma tampa fechada. A Figura 3 mostra a diferença no comportamento de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição de uma amostra de HDPE medida em um cadinho de Al2O3 sem tampa e em comparação com um cadinho fechado com tampa perfurada. O peso da amostra para ambas as medições foi de 10 mg e a taxa de aquecimento foi de 10 K/min. As medições foram realizadas em uma atmosfera de ar sintético. Nessas condições de medição, pode-se presumir que a poliolefina está sofrendo Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição termo-oxidativa. O oxigênio contido no gás de purga (ar sintético) é simultaneamente o parceiro de reação da amostra. Assim, a concentração de oxigênio na amostra tem influência direta sobre a própria Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição e/ou o início da Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição. Isso pode ser avaliado usando as temperaturas de início extrapoladas na figura 3. Na medição sem tampa, a decomposição começa já a 384°C; na medição com tampa perfurada, por outro lado, a decomposição não ocorre até 419°C. Na medição com tampa perfurada, a amostra não entra em contato com o oxigênio até um momento posterior, portanto, a OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação não é observada. A massa residual, no entanto, não é afetada por isso e é idêntica nas duas medições.
