21.04.2026 by Aileen Sammler
Mais transparência na análise de gases de combustão: acoplamento do OMEGA 5 FT-IR ao calorímetro de cone “ NETZSCH ” TCC 918
Além dos picos e das curvas: Insights sobre aplicações da NETZSCH e da Bruker
Série mensal de blogs com a Bruker Optics – Parte 4: Combinando calorimetria de cone com análise de gases por FT-IR
Compreender o comportamento dos materiais em relação ao fogo é essencial para avaliações de segurança em setores como construção, transporte, eletrônica e infraestrutura pública. Nesses ambientes, é importante saber não apenas a intensidade da queima de um material, mas também quais gases são liberados durante a combustão.
Mais transparência na análise de gases de combustão
O NETZSCH TCC 918 Calorímetro de cone é um instrumento bem estabelecido para analisar o comportamento do fogo. Ao aplicar o princípio do consumo de oxigênio, ele fornece os principais parâmetros de incêndio, incluindo concentrações de oxigênio, dióxido de carbono e monóxido de carbono, taxa de liberação de calor (HRR), taxa de produção de fumaça (SPR), taxa de perda de massa (MLR), tempo de ignição (TOI) e tempo de extinção da chama (TOF). Juntos, esses parâmetros descrevem o desempenho do fogo de um material desde a ignição até a extinção da chama e são amplamente usados para modelar cenários reais de incêndio.
Neste quarto artigo de nossa série de blogs NETZSCH Bruker sobre técnicas analíticas acopladas, examinamos como a combinação da calorimetria de cone com a análise de gás FT-IR fornece percepções mais profundas sobre os processos de combustão e as emissões tóxicas.
Calorimetria de cone: A base para a análise do comportamento do fogo
Durante um teste de calorímetro de cone, uma amostra é exposta a um fluxo de calor definido de um aquecedor de cone, inflamada e deixada queimar em condições controladas. Os gases de combustão resultantes são transportados por um sistema de exaustão, onde são analisados para determinar os principais parâmetros de incêndio.
A análise padrão de gás no site TCC 918 concentra-se nas concentrações de O₂, CO e CO₂, que são usadas para calcular a taxa de liberação de calor de acordo com o princípio do consumo de oxigênio. A taxa de liberação de calor é um dos indicadores mais importantes da intensidade do fogo e do risco potencial.
Outros resultados do calorímetro de cone classic incluem:
- Taxa de produção de fumaça (SPR) - indicando comprometimento da visibilidade e possível exposição tóxica
- Perda de massa (ML) - refletindo a degradação do material e a formação de resíduos
- Tempo para ignição (TOI) e tempo para extinção da chama (TOF) - descrevendo o comportamento temporal da combustão
Essas medições já fornecem um quadro abrangente do comportamento do fogo. Entretanto, elas não revelam totalmente as espécies químicas específicas presentes nos gases de combustão.
Expansão dos testes de incêndio com a análise de gás FT-IR
Para obter uma visão mais profunda dos processos de combustão, o NETZSCH TCC 918 Cone Calorimeter pode ser acoplado ao analisador de gás Bruker OMEGA 5 FT-IR.
A conexão é realizada por meio de uma linha de transferência aquecida, garantindo o transporte rápido do gás e evitando a condensação dos produtos de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição. Isso permite a análise FT-IR em tempo real dos gases de combustão durante o experimento.
A espectroscopia FT-IR identifica os gases com base em seus espectros de absorção de infravermelho característicos. Em contraste com muitas outras técnicas de acoplamento que fornecem principalmente informações qualitativas ou semiquantitativas, o analisador de gás FT-IR OMEGA 5 permite a determinação quantitativa direta e simultânea de várias espécies de gás no fluxo de combustão.
Além dos gases de combustão padrão, como CO₂, CO e H₂O, o sistema pode, portanto, quantificar simultaneamente uma ampla gama de compostos adicionais, incluindo
- hidrocarbonetos (por exemplo, metano, eteno, etino)
- compostos de halogênio, como HCl, HBr e HF
- espécies contendo nitrogênio, como HCN, NH₃, NO, NO₂ e N₂O
- compostos orgânicos, incluindo formaldeído, benzeno e fenol
- compostos de enxofre, como SO₂
Esse recurso permite que os pesquisadores vão além dos parâmetros clássicos de incêndio e obtenham informações quantitativas e com resolução de tempo sobre espécies de gás tóxicas e relevantes para o incêndio, proporcionando uma compreensão muito mais abrangente dos processos de combustão e do comportamento das emissões.
Exemplo: Comportamento ao fogo de materiais de poliamida
Para demonstrar os recursos desse sistema acoplado, uma amostra têxtil de PA6 foi testada no calorímetro de cone sob um fluxo de calor definido.
Os dados do calorímetro de cone classic revelaram o comportamento típico de incêndio do material, inclusive a taxa de liberação de calor e a taxa de produção de fumaça. Ao mesmo tempo, a análise de gás FT-IR forneceu informações detalhadas sobre a composição dos gases de fumaça gerados durante a combustão.
Entre os gases detectados estavam:
- CO₂ como o principal produto de combustão
- H₂O da Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição de materiais e aditivos
- CO, indicando combustão incompleta
- NO e N₂O provenientes de estruturas de polímeros contendo nitrogênio
- HCN, um gás altamente tóxico que pode inibir a respiração celular
A detecção simultânea desses gases permite que pesquisadores e engenheiros avaliem não apenas a intensidade do fogo, mas também o risco toxicológico dos produtos de combustão.
Uma visão mais completa da segurança contra incêndios
Enquanto o calorímetro de cone quantifica o comportamento térmico do fogo de um material, o analisador de gás FT-IR revela a composição química dos gases de fumaça resultantes. Juntos, eles permitem uma avaliação abrangente dos materiais com relação ao comportamento do fogo, às emissões tóxicas, à conformidade com as normas de segurança e à adequação para aplicações críticas de segurança.
Leia a nota de aplicação completa aqui
Este artigo é a quarta parte de nossa série de blogs que destaca os benefícios da combinação de análises térmicas e espectroscópicas por meio da colaboração de longo prazo entre a NETZSCH e a Bruker.
Fique ligado! Nosso próximo artigo se aprofundará na investigação da matéria-prima do cimento por STA-FTIR.
Reveja a série do blog:
Este artigo conclui nossa série mensal de blogs sobre Análise de Gás Evoluído com TGA-FT-IR "Além de picos e curvas: Application Insights by NETZSCH and Bruker".
Reveja a série completa:
- Parte 1:Identificação de materiais separadores em aplicações de baterias
- Parte 2:Detecção de plastificantes em polímeros, brinquedos e artigos esportivos
- Parte 3:Influência da umidade na decomposição farmacêutica
- Parte 4: Análise de gás de combustão: Acoplamento OMEGA 5 FT-IR no Calorímetro de Cone NETZSCH TCC 918
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