Introducere
Mulți oameni consideră bicicleta ca fiind un mijloc de transport indispensabil. Anvelopa este o componentă elementară și, în același timp, un factor de influență decisiv asupra caracteristicilor de rulare. Aceasta poate fi adaptată în funcție de teren și de calitățile dorite ale calității de rulare.
Practic, carcasa unei anvelope de bicicletă constă dintr-un compozit din diferite materiale. Acest compozit combină flexibilitatea și proprietățile tribologice ale unui compus din cauciuc (banda de rulare) cu rezistența unei țesături din polimeri sintetici (carcasa) și stabilitatea dimensională a unui fascicul de sârmă (miezul). Compusul de cauciuc în sine este alcătuit din diverse materii prime organice și anorganice și materiale de umplutură. Această compoziție este în mare măsură responsabilă de proprietățile compusului de cauciuc. [1]
Analiza termogravimetrică este o metodă analitică utilizată pe scară largă pentru examinarea compușilor de cauciuc. Termogravimetria este descrisă în standardele ISO 9924 și ASTM E1131 pentru acest domeniu de aplicare. Prin urmare, compoziția carcasei unei anvelope de bicicletă este examinată aici utilizând analiza termogravimetrică.
Metode și pregătirea probelor
Pentru a obține o măsurătoare reprezentativă pentru compusul de cauciuc al carcasei, au fost tăiate din profilul carcasei mai multe probe small cu o masă totală de 10 mg. S-a avut grijă ca aceste bucăți să fie constituite numai din compusul de cauciuc al benzii de rulare și să nu includă nicio componentă a carcasei sau a miezului.
Pentru studiul termogravimetric, a fost utilizat NETZSCH TG Libra®. Aceste măsurători au fost efectuate în condițiile detaliate în tabelul 1.
Tabelul 1: Condițiile de măsurare ale cercetării termogravimetrice a carcasei unei anvelope de bicicletă
| Eșantion | Carcasa anvelopei de bicicletă |
| Greutatea eșantionului | 9.79 mg |
| Material creuzet | Alumină, deschis |
| Interval de temperatură | 40°C până la 1100°C |
| Program de temperatură | 40°C - 850°C în azot; 805°C - 1100°C în aer |
| Rata de încălzire | 10 K/min |
| Atmosferă | Azot, aer |
Rezultatele măsurătorilor și discuții
Figura 1 prezintă descompunerea termică a carcasei anvelopei de bicicletă. Prima pierdere de masă de 8,7% (vârf DTG la 283,2°C) se datorează evaporării conținutului de plastifiant. Apoi, poate fi observată degradarea componentelor organice din cauciuc. Aceasta are loc în două etape clar separate, prima etapă prezentând o pierdere de masă de 25,1%, iar cea de-a doua o pierdere de masă de 31,8%. Cele două etape pot fi recunoscute, de asemenea, atunci când se analizează curba DTG, cu primul vârf la 379,1°C și al doilea vârf la 469,8°C.
Pe lângă componentele organice ale carcasei anvelopei, în curba TGA pot fi observate, de asemenea, niveluri ale conținutului small de materiale de umplutură anorganice după continuarea încălzirii. Această pierdere se datorează eliberării deCO2 din descompunerea CaCO3 în CaO la un vârf al semnalului DTG la 664,5°C. Chiar și small cantitățile de 1,2% din acest exemplu pot fi detectate fără probleme.
La 850°C, atmosfera a fost schimbată de la o atmosferă inertă de azot la o atmosferă oxidantă. Datorită acestei schimbări de atmosferă, se poate observa arderea negrului de fum în timpul încălzirii la 1100°C, iar conținutul de cenușă rezultat de 7,1% poate fi cuantificat.
Rezumat
Compusul de cauciuc al carcasei anvelopei de bicicletă a fost examinat prin analiză termogravimetrică. Proporția de ingrediente organice, cum ar fi plastifianții și cauciucul, poate fi astfel determinată. În ciuda proporției reduse, conținutul de umplutură anorganică a fost detectat suplimentar și a fost determinat conținutul de cenușă rezultat.