21.04.2026 by Aileen Sammler
Mer transparens vid analys av förbränningsgaser: OMEGA 5 FT-IR-koppling på NETZSCH TCC 918 Cone Calorimeter
Bortom toppar och kurvor: Applikationsinsikter från NETZSCH och Bruker
Den månatliga bloggserien med Bruker Optics - Del 4: Kombinera konisk kalorimetri med FT-IR-gasanalys
Att förstå materialens brandbeteende är avgörande för säkerhetsbedömningar inom branscher som bygg, transport, elektronik och offentlig infrastruktur. I dessa miljöer är det inte bara viktigt att veta hur intensivt ett material brinner, utan också vilka gaser som frigörs under förbränningen.
Ökad transparens i analysen av förbränningsgaser
Konkalorimetern NETZSCH TCC 918 Kegelkalorimetern är ett väletablerat instrument för analys av brandbeteende. Genom att tillämpa syreförbrukningsprincipen ger den viktiga brandparametrar, inklusive syre-, koldioxid- och kolmonoxidkoncentrationer, värmeavgivningshastighet (HRR), rökproduktionshastighet (SPR), massförlusthastighet (MLR), tid till antändning (TOI) och tid till flamsläckning (TOF). Tillsammans beskriver dessa parametrar ett materials brandprestanda från antändning till flamsläckning och används ofta för att modellera verkliga brandscenarier.
I denna fjärde artikel i vår NETZSCH Bruker-bloggserie om kopplade analytiska tekniker tittar vi på hur kombinationen av konisk kalorimetri och FT-IR-gasanalys ger djupare insikter i förbränningsprocesser och giftiga utsläpp.
Konisk kalorimetri: Grunden för analys av brandbeteende
Under ett konkalorimetertest utsätts ett prov för ett definierat värmeflöde från en konvärmare, antänds och får brinna under kontrollerade förhållanden. De resulterande rökgaserna transporteras genom ett avgassystem där de analyseras för att fastställa viktiga brandparametrar.
Standardgasanalysen på TCC 918 fokuserar på koncentrationerna av O₂, CO och CO₂, som används för att beräkna värmeavgivningstakten enligt syreförbrukningsprincipen. Värmeavgivningen är en av de viktigaste indikatorerna på brandens intensitet och potentiella fara.
Andra utdata från classic konkalorimetern inkluderar:
- Rökproduktionshastighet (SPR) - indikerar försämrad sikt och möjlig toxisk exponering
- Massförlust (ML) - avspeglar materialnedbrytning och restproduktbildning
- Tid till antändning (TOI) och tid till utbrändhet (TOF) - beskriver förbränningens tidsmässiga beteende
Dessa mätningar ger redan en heltäckande bild av brandbeteendet. De avslöjar dock inte helt och hållet de specifika kemiska ämnen som finns i förbränningsgaserna.
Utökad brandprovning med FT-IR-gasanalys
För att få djupare insikt i förbränningsprocesser kanNETZSCH TCC 918 Cone Calorimeter kopplas till Bruker OMEGA 5 FT-IR gasanalysator.
Anslutningen sker via en uppvärmd överföringsledning som säkerställer snabb gastransport och förhindrar kondensering av nedbrytningsprodukter. Detta möjliggör FT-IR-analys i realtid av förbränningsgaserna under experimentet.
FT-IR-spektroskopi identifierar gaser baserat på deras karakteristiska infraröda absorptionsspektra. I motsats till många andra kopplingstekniker som främst ger kvalitativ eller semikvantitativ information, möjliggör OMEGA 5 FT-IR gasanalysator direkt och samtidig kvantitativ bestämning av flera gasarter i förbränningsströmmen.
Förutom de vanliga förbränningsgaserna som CO₂, CO och H₂O kan systemet därför samtidigt kvantifiera ett brett spektrum av ytterligare föreningar, inklusive:
- kolväten (t.ex. metan, eten, etyn)
- halogenföreningar som HCl, HBr och HF
- kväveinnehållande ämnen som HCN, NH₃, NO, NO₂ och N₂O
- organiska föreningar, t.ex. formaldehyd, bensen och fenol
- svavelföreningar, t.ex. SO₂
Denna kapacitet gör det möjligt för forskare att gå bortom klassiska brandparametrar och få kvantitativ, tidsupplöst information om giftiga och brandrelevanta gasarter, vilket ger en mycket mer omfattande förståelse av förbränningsprocesser och utsläppsbeteende.
Exempel: Brandbeteende hos polyamidmaterial
För att demonstrera kapaciteten hos detta kopplade system testades ett textilprov av PA6 i konkalorimetern under ett definierat värmeflöde.
Data från classic från konkalorimetern visade materialets typiska brandbeteende, inklusive värmeavgivningshastighet och rökproduktionshastighet. Samtidigt gav FT-IR-gasanalysen detaljerad information om sammansättningen av de rökgaser som genererades under förbränningen.
Bland de detekterade gaserna fanns:
- CO₂ som den huvudsakliga förbränningsprodukten
- H₂O från nedbrytning av material och tillsatser
- CO, vilket indikerar ofullständig förbränning
- NO och N₂O som härrör från kväveinnehållande polymerstrukturer
- HCN, en mycket giftig gas som kan hämma cellandningen
Den samtidiga detekteringen av dessa gaser gör det möjligt för forskare och ingenjörer att utvärdera inte bara brandintensiteten utan även den toxikologiska risken med förbränningsprodukter.
En mer komplett syn på brandsäkerhet
Medan konkalorimetern kvantifierar ett materials termiska brandbeteende, avslöjar FT-IR-gasanalysatorn den kemiska sammansättningen hos de rökgaser som bildas. Tillsammans möjliggör de en omfattande bedömning av material med avseende på brandbeteende, toxiska utsläpp, efterlevnad av säkerhetsföreskrifter och lämplighet för säkerhetskritiska applikationer.
Läs hela applikationsbeskrivningen här
Den här artikeln är del fyra i vår bloggserie som belyser fördelarna med att kombinera termisk och spektroskopisk analys genom det långsiktiga samarbetet mellan NETZSCH och Bruker.
Håll ögonen öppna! Vår nästa artikel kommer att dyka djupare in i undersökningen av cementråmaterial med STA-FTIR.
Granska bloggserien:
Denna artikel avslutar vår månatliga bloggserie om Evolved Gas Analysis med TGA-FT-IR "Bortom toppar och kurvor: Application Insights by NETZSCH and Bruker".
Läs hela serien:
Läs mer om våra produkter för brandprovning och kopplingstekniker
Bli expert med våra kostnadsfria e-learningkurser
Alla NETZSCH E-Learning Basic-kurser är kostnadsfria! Innehållet skapas av våra experter på laboratoriemetoder, som delar med sig av sina personliga erfarenheter till dig. Dra nytta av flexibelt online-lärande, helt anpassat till dina utbildningsbehov!