Analisi degli additivi – Es.: contenuto di ceneri e carbon black

La termogravimetria (TG o thermogravimetric analysis, TGA) è il metodo più comune per la determinazione degli additivi (cariche), come, ad esempio, il carbon black, in un polimero gommoso. La natura e la quantità di additivi in un polimero è molto importante dal punto di vista delle proprietà del materiale finale.  

Il campione (polimero) viene posto in un crogiolo e alloggiato sulla bilancia all’interno della fornace della TGA, quindi viene riscaldato in modo controllato. I parametri operativi, quali il programma delle temperature e l’atmosfera del sistema, dipendono dagli additivi: cariche organiche possono essere ossidate, mentre cariche inorganiche possono risultare inerti, non-ossidiabili o reattive. In quest’ultimo caso, come, ad esempio, con le fibre di vetro aggiunte ad una matrice polimerica, il tipico programma di temperature per la TGA dovrebbe essere analogo al seguente: riscaldamento in azoto fino a 850°C per la decomposizione della matrice polimerica, poi un successivo riscaldamento in ambiente ossidativo (aria o ossigeno) per bruciare i residui carboniosi ed altri eventuali componenti ossidabili. La massa rimanente corrisponderà alle cariche inorganiche, in questo caso le fibre di vetro.  

Nel caso di additivi organici, la separazione dalla matrice può avvenire se le temperature di decomposizione sono diverse tra loro (additivi e matrice); inoltre i due processi di decomposizione dovrebbero essere indipendenti l’uno dall’altro.  

La TGA riporta la massa dei residui finali, o contenuto di ceneri (ad es., in percentuale/% o in massa/mg), ovvero ciò che rimane del campione iniziale analizzato. Generalmente la TGA è adatta per l’analisi della composizione di un materiale ed esistono numerose modialità per effettuare misure con una TGA. 
 


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TGA