Noir de Carbone

La température et l'atmosphère (gaz de purge) affectent les résultats de variation de masse.  En modifiant l'atmosphère, par exemple d'azote en air pendant la mesure ATG, la séparation et la quantification d'additifs, par exemple le noir de carbone et le polymère brut deviennent possible.  La Figure 1 montre un polyéthylène (PE) chargé avec 1.8% de noir de carbone. La première étape de décomposition (pic DTG à 479°C) correspond à la décomposition du PE. Après avoir changé d'une atmosphère inerte (azote) à une atmosphère oxydante (air synthétique), le noir de carbone ajouté brûle complètement en dioxyde de carbone. 

Figure 1 : Mesure ATG d´un PE chargé avec du noir de carboneFigure 1 : Mesure ATG d´un PE chargé avec du noir de carbone

La surface du noir de carbone détermine le comportement de combustion (en atmosphère d´oxygène). Plus l'aire de la surface est grande, plus la taille des particules est petite, et plus la  combustion a lieu à faible température ou plus la combustion est rapide pour une température définie (voir figure 2). 

En raison de ce comportement en combustion, il est possible dans beaucoup de cas de distinguer entre le noir de carbone ajouté et le carbone pyrolytique. C'est pourquoi l'ATG peut être utilisée pour déterminer la teneur en noir de carbone – même dans les polymères qui forment de la suie pyrolytique.

Figure 2: Comparaison de 4 échantillons différents de noir de carbone (mass échantillon 1 mg ± 0.05 mg) mesurés dans des creusets en alumine à une vitesse de chauffe de 20°C/minFigure 2: Comparaison de 4 échantillons différents de noir de carbone (mass échantillon 1 mg ± 0.05 mg) mesurés dans des creusets en alumine à une vitesse de chauffe de 20°C/min

Méthodes associées

TGA