21.04.2026 by Aileen Sammler
Больше прозрачности в анализе продуктов сгорания: ИК-Фурье-спектроскопия OMEGA 5 на конусном калориметре NETZSCH TCC 918
За пределами пиков и кривых: Обзор приложений от NETZSCH и Bruker
Ежемесячная серия блогов с Bruker Optics - часть 4: сочетание конической калориметрии с ИК-Фурье анализом газов
Понимание поведения материалов при пожаре необходимо для оценки безопасности в таких отраслях, как строительство, транспорт, электроника и общественная инфраструктура. В этих условиях важно не только знать , насколько интенсивно горит материал, но и какие газы выделяются при горении.
Больше прозрачности в анализе продуктов сгорания
Сайт NETZSCH TCC 918 Конусный калориметр это хорошо зарекомендовавший себя прибор для анализа поведения огня. Используя принцип потребления кислорода, он позволяет получить основные параметры пожара, включая концентрацию кислорода, углекислого и угарного газов, скорость выделения тепла (HRR), скорость образования дыма (SPR), скорость потери массы (MLR), время до воспламенения (TOI) и время до погасания пламени (TOF). В совокупности эти параметры описывают пожарную характеристику материала от момента воспламенения до погасания пламени и широко используются для моделирования реальных сценариев пожара.
В этой четвертой статье серии блогов NETZSCH Bruker, посвященных комбинированным аналитическим методам, мы рассмотрим, как сочетание конусной калориметрии с ИК-Фурье газоанализом позволяет глубже понять процессы горения и токсичные выбросы.
Конусная калориметрия: Основа для анализа поведения огня
Во время испытания на конусном калориметре образец подвергается воздействию определенного теплового потока от конусного нагревателя, воспламеняется и сгорает в контролируемых условиях. Образующиеся дымовые газы транспортируются через систему отвода, где они анализируются для определения ключевых параметров пожара.
Стандартный газовый анализ на сайте TCC 918 сосредоточен на концентрации O₂, CO и CO₂, которые используются для расчета скорости выделения тепла в соответствии с принципом потребления кислорода. Скорость тепловыделения является одним из важнейших показателей интенсивности и потенциальной опасности пожара.
К другим показателям конусного калориметра classic относятся:
- Скорость образования дыма (SPR) - указывает на ухудшение видимости и возможное токсическое воздействие
- Потеря массы (ML) - отражает деструкцию материала и образование остатков
- Время до воспламенения (TOI) и Время до погасания пламени (TOF) - описывают временные характеристики горения
Эти измерения уже дают полное представление о поведении огня. Однако они не полностью раскрывают конкретные химические виды, присутствующие в продуктах сгорания.
Расширение возможностей огневых испытаний с помощью ИК-Фурье анализа газов
Для более глубокого изучения процессов горения конусный калориметрNETZSCH TCC 918 может быть соединен с газоанализатором Bruker OMEGA 5 FT-IR.
Соединение осуществляется через подогреваемую линию передачи, обеспечивающую быструю транспортировку газа и предотвращающую конденсацию продуктов разложения. Это позволяет проводить ИК-Фурье анализ продуктов сгорания в режиме реального времени во время эксперимента.
ИК-Фурье спектроскопия идентифицирует газы на основе их характерных инфракрасных спектров поглощения. В отличие от многих других методов, позволяющих получить качественную или полуколичественную информацию, ИК-Фурье газоанализатор OMEGA 5 позволяет проводить прямое и одновременное количественное определение нескольких видов газов в потоке сгорания.
Помимо стандартных продуктов сгорания, таких как CO₂, CO и H₂O, система может одновременно количественно определять широкий спектр дополнительных соединений, включая:
- углеводороды (например, метан, этен, этин)
- галогенные соединения, такие как HCl, HBr и HF
- азотсодержащие вещества, такие как HCN, NH₃, NO, NO₂ и N₂O
- органические соединения, включая формальдегид, бензол и фенол
- сернистые соединения, такие как SO₂
Эта возможность позволяет исследователям выйти за рамки классических параметров пожара и получить количественную, разрешенную во времени информацию о токсичных и связанных с пожаром видах газов, обеспечивая гораздо более полное понимание процессов горения и поведения выбросов.
Пример: Поведение полиамидных материалов при пожаре
Для демонстрации возможностей этой комбинированной системы образец текстиля PA6 был испытан в конусном калориметре при определенном тепловом потоке.
Данные конусного калориметра classic показали типичное поведение материала при пожаре, включая скорость выделения тепла и скорость образования дыма. В то же время газовый анализ методом ИК-Фурье предоставил подробную информацию о составе дымовых газов, образующихся в процессе горения.
Среди обнаруженных газов были следующие:
- CO₂ как основной продукт сгорания
- H₂O, образующийся при разложении материалов и добавок
- CO, свидетельствующий о неполном сгорании
- NO и N₂O, образующиеся из азотсодержащих полимерных структур
- HCN, высокотоксичный газ, который может подавлять клеточное дыхание
Одновременное обнаружение этих газов позволяет исследователям и инженерам оценить не только интенсивность пожара, но и токсикологический риск продуктов горения.
Более полное представление о пожарной безопасности
В то время как конический калориметр количественно оценивает термическое поведение материала при пожаре, ИК-Фурье газоанализатор определяет химический состав образующихся дымовых газов. Вместе они позволяют всесторонне оценить материалы с точки зрения поведения при пожаре, токсичных выбросов, соответствия нормам безопасности и пригодности для критически важных применений.
Ознакомьтесь с полным описанием приложения здесь
Эта статья является четвертой частью серии наших блогов, рассказывающих о преимуществах сочетания термического и спектроскопического анализа благодаря долгосрочному сотрудничеству между NETZSCH и Bruker.
Следите за новостями! В следующей статье мы углубимся в исследование цементного сырья методом STA-FTIR.
Обзор серии блогов:
Эта статья завершает нашу ежемесячную серию блогов по анализу эволюционировавших газов с помощью TGA-FT-IR "За пределами пиков и кривых: Обзор приложений от NETZSCH и Bruker".
Ознакомьтесь с полным циклом статей:
- Часть 1:Идентификация материалов сепаратора в аккумуляторных батареях
- Часть 2:Обнаружение пластификаторов в полимерах, игрушках и спортивных товарах
- Часть 3:Влияние влажности на разложение фармацевтических препаратов
- Часть 4: Анализ газов сгорания: ИК-Фурье-спектроскопия OMEGA 5 на конусном калориметре NETZSCH TCC 918
Узнайте больше о наших продуктах для огневых испытаний и методах соединения
Станьте экспертом с помощью наших бесплатных курсов электронного обучения
Все базовые курсы NETZSCH E-Learning бесплатны! Содержание курсов создано нашими экспертами по лабораторным методам, которые делятся с вами своим личным опытом. Воспользуйтесь преимуществами гибкого онлайн-обучения, полностью адаптированного к вашим потребностям в обучении!