Što je termogravimetrija?

Termogravimetrija (TG) je tehnika toplinske analize u kojoj se masa uzorka mjeri tijekom vremena, u kontroliranoj atmosferi, kako se temperatura mijenja. Podaci iz ovog postupka ispituju se termogravimetrijskom analizom (TGA), jednom od nekoliko metoda u kojima se jedno fizičko svojstvo uzorka mjeri u odnosu na promjenu temperature. Slične tehnike uključuju proučavanje toplinskog toka, duljine i elastičnosti. Termogravimetrija se često koristi u farmaceutskoj industriji za analizu stabilnosti lijekova i poljoprivredi za regulaciju procesa dehidracije usjeva.

Postupak zahtijeva preciznu vagu, izvor topline i zatvorenu reakcijsku komoru. Dok se uzorak zagrijava, njegova težina i temperatura se kontinuirano prate i bilježe. Termoelement ili senzor temperature obično se postavlja u izravan kontakt s uzorkom; termogravimetrija uključuje apsolutne promjene mase i neovisna je o brzini zagrijavanja uzorka. Okoliš može biti plin ili mješavina plinova pod bilo kojim potrebnim tlakom ili vakuum.

Kada se nacrtaju, prikupljeni podaci tvore krivulju koja povezuje masu uzorka s njegovom temperaturom. Korelacija između promjene temperature i mase ispituje se uspoređivanjem točaka na grafikonu s ljestvicama dviju osi. Informativniji prikaz se izvodi iz podataka pomoću diferencijalne termogravimetrije, gdje se prikazuje brzina promjene mase u odnosu na temperaturu. Pojedinačne epizode promjene koje nisu vidljive u jednostavnijem mapiranju mogu se lako razlikovati, što dovodi do potpunije i smislenije analize.

Promjena mase uzorka, što se odražava njegovom težinom, kao promjena temperature može biti posljedica razgradnje spojeva na sastavne elemente, reakcije uzorka s kisikom ili gubitka sadržaja vode. Na kojoj temperaturi i pod kojim atmosferskim uvjetima dolazi do tih promjena daju važne informacije o materijalu uzorka. Termogravimetrija se često koristi za proučavanje kako će ti čimbenici utjecati na stabilnost i vijek trajanja proizvoda. Analiza reakcije uzorka na toplinsku promjenu također se može koristiti u forenzici kako bi se pomoglo identificirati nepoznati materijali.

Ponašanje srodnih materijala na visokoj temperaturi u odabranoj atmosferi važno je razmatranje u dizajnu i razvoju proizvoda. Termogravimetrija se također može koristiti za utvrđivanje karakteristika materijala za kasniju identifikaciju ili kontrolu kvalitete. Pažljivim odabirom temperature i atmosfere, materijali uzorka mogu se selektivno razgraditi na sastavne komponente. Ova metoda se često koristi u proučavanju polimera, velikih molekula sastavljenih od dijelova koji se ponavljaju.