interpreting tga curves

20
1/2001 Information for users of METTER TOLEDO thermal analysis systems 13 Interpreting TGA curves Georg Widmann Artifacts Artifacts are effects observed on the measurement curve that are not directly caused by the sample, i.e. effects that do not relate to the properties you want to measure. The main types of TGA artifacts are: Buoyancy effects caused by the density of the surrounding gas decreasing on heating. Typically this results in an apparent gain in weight of 50 µg to 200 µg. Since buoyancy effects are reproducible, the curves can be corrected by performing an automatic blank curve subtraction. This also applies to buoyancy effects due to gas switching, which is often used in TGA analysis. All the curves shown in this article are blank curve cor- rected. Fluctuations of the purge gas flow rate can also affect the measurement curve. The flow rate should therefore be kept as constant as possible and not be changed during a measurement. Sudden loss of mass arising from the ejection of part of the sample. This often occurs when a sample decomposes with the formation of gas. You can prevent this by covering the sample with coarse grain Al 2 O 3 or a crucible lid with a hole. Apparent weight gains caused by samples that foam and make contact with the fur- nace wall. You can avoid this problem by using smaller samples. Dear Customer We are pleased to report that 2000 was another successful year for METTLER TOLEDO. In particular, we enjoyed above average growth in Thermal Analysis. In response to this, we have added a new colleague to our market support group/editorial team. We are delighted to see that more and more customers want to publish their own articles in UserCom. Contents TA Tip Interpreting TGA curves New in our sales program DMA/SDTA861 e Applications Determination of the fiber content of composite materials by thermogravimetry Investigation of the segregation behavior of different mortar con- stituents with TGA/SDTA Determination of polymer crystal- linity with DSC measurements DSC characterization of short chain branching distribution in polyethylene Tips TMA/SDTA840: Rapid cooling be- tween measurements

Upload: duongmien

Post on 13-Feb-2017

225 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Interpreting TGA curves

������

������ �������������

�������������������������� ��������

��

������� ������� �!�������������

��������������������������� ���������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� !"���# !"��$���������������������������������� ��������������������������������������%��� ���������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������%��� ���&�����

� '������������������������������������������������������ �����������������������%��������������������������������������������������

� $���������������������������(�������������������������������������������������������������������������)������� ���������� ���������������������������

#*

+����������������������

� �������������������������������������������%����������������&��������)������ ���������������������������������

���� �������

,������������������# ������������������������-.��/.0�*/.1*�2��������������(������ � ��������������������������2����������������� ����������������������%�������������3������������,��������������������������������������������������������������4��5���

��������

�� ���

" ������� ������� �!��

��� �� ��� ��� �������

" ����#���$%��

����������

" ���� ��� ����������� &�� ������

��� ���� ������ ����&�

������! ���

" ��!��� ��� ����������������� ��

&���! �����' ����������� ��(

�� �������) �������#���

" ���� ��� ������������ �����(

� � ���) ����#*����������

" �#*� ��� �� +�� ����������

�� ��&�� � ���' �� &�� ��� �

������������

���

" ����#���$,�-���� '� ��� ���&�(

�)�������������

Page 2: Interpreting TGA curves

�.��*��������

���������� ��������2�������6����������������������������������������������&��������������������������������������������� �������������������������������������������&����������������������������&�������������� ������ !73����������# !73�����������������������#�!85��+ !85��������������������������������������������������������������������� ����������9 !85���������������������≥: !85�����������������������������������������������������������������������*������������������������;�������������������������%������������������������������������������������������ <������������=�������������������������������������������������������������������������������������

��������������2������������������������� ��� &����������������� ������������������������� ���������� ��� <1����� �����������������=�

� ��$1����� <������6��������������������������������������1$5=�����������

� .���. �� ����������������'�20��-$����������� �� �������� ������

����������������$1����� ��������&������������1$5��� ������������������������4��5��: ���::����6���������4��5����������������������.���

-��������� ����������������������������������������� ���������������<������������������������������������;������������&��������������������6���=

� �������������������< �����;������ ��������������������������������������=�

*������������������������������&�� �������������������� ���������������<��������������&�����������������������������*

#�5*

#�������������������� ���&

����������� ���������������=� �������������������<���������������&����������������������������&�� ��������=�

������������������������������ �������������������������������������6����������������������������%�����������&�����5���������������������������&�������������������������������������������� ������������������������� �����������������>�����������������5�����������������������5�� �����5������������������������������������(������������������������������������>���������1����$1����� �����6��������������������&������������?������������������&��������������?������� ���>�������� ��������������������<�������������������������������&���������������=����������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ��������� ��������������� �������� ������%��� ��������2��������� ����������������������<�����������=�������������������������������������������������� ��@�������������������������������������������������&�����

������� ��������������� ������������������ ���&���������������������������������������������������������������������: 85���<���:A��BBA��� �&����=�������������� �����������������������������;���������� ����������������������������9 A��� �&

������������������ �������������&������������������������������������������<'���:�=�,�������������������������������������������������������������������������������������6&��������������������������<'���+=��+:#!�3�����������: �CA��:D !85������������������+#!�3����E�������������������������������&���*

#�$��5@

+*@��������������

������������� ������������������������������6�������������������������1��������������������������������������������������������������������&�����������������������������������������<������������������ �����������������'���:�=�$ ����������������<'���:�=�.6����� ��������������������&��������������������������������������������������<'���:=���������������� ����������������������>����������������������������������������������

/ �0��0����� �� ����� � ���-

�- ������'� ���� � ���) ����������� �����

���������� � �����'� ��0

&- ��� ��1��2 '�� ������������3���� �����

���!���� ����2 '��45

- �&��� ������ �&���&�� 6���������) � � ��

'- ��� (�����'� ���� � ��5

�-��2���� !��'� ���� � ���) ���� � ������ �0

Page 3: Interpreting TGA curves

7.��*��������

���������� ����� �� �������2���������������6��������� ���� ����������������������������������������������������������������������������������

������������������������:!"��1&������������������������������������������������������������� ������������������������������������ �����������������������������������������������>�������<'�����C����=�

����� ���������� �����-������ ������������� �����������������������������������������&�������������>��������� ����������������������������������������������������������������������: !7���<'���9�=�1�������������������������������� �����&���������������������������������/���������������������������������������������������&������������������������������������������������/�>���� �������������������� �����������������������������&���������2����� �������������������������������������������&��������&�������������������������������������������� �����������>�����������������>����������������������������������

����>������ ���������������� ������������������������������������������������������������������������<'���9�=�'���������������������������������� ����5������������������������� ����������������

/ �0��0��2���������� �� ����� � ������) ������� �� ��)� ���-����� 1� �����)'����6������,�8��2�(

������'�����/�7�

,���'�/�

��

70�����#����� ����� ��� ���������������2���� ��� � ��0�9��� ������

��:;� �1��<�:=������

7� � &��0������� � ����>� �������2 ��� �������) '����������������3�&���

%��:;4����� � �!���8����??8� ��!�� ��0

/ �0�70��������1������ � ����)������1�'�������������� !���� ����2�'� ���� � ���&���! �0�����

��� ��� ���)������� ������ +�� �������7�:@*1��������� ���� ����'�����$�:@*�) ����������� �������

� ���+ ��� ��0��� ���� � �����6������ ���!������2���������)�������������������������:;���

�8����??8� ��!�� ��0�����#���� �!�����)������������ ���+ ���'� !�� !�����'����������<�:@*0

/ �0�,0���! �� ����� ��������� ��-

�- ������) �����)�!�����������3������

���� �45

&- !���� �������3����� >� '��������!�������45

- � ������� ����������� ��5

'- �����������) ���'� ���� � ��0

Page 4: Interpreting TGA curves

,.��*��������

������������������������������ � ������������������������>�������������������%���������������������<'���9�=�2��������&�� ������������������������������������������������������������������6������������������������������������������������������������������������������������������������� ��5�����������<'�����9����F=�

���� �����!���������������������� ����������������������������������%&������������������������������������������������������������ ��2�����������������������������������������������������������������������>���������� 1$5����-����������� ������������������������������ �� �<.��=

� ������ �������������������������������������

/ �0�%0��������! �� ����� ��-

�- '� ��1�'����� ��1���&� �� ��5

&- &� � ��� ���������'� � &���) ��������������� �

����� '5

- �������� �*� ������ � ���) �������������-

����������� �5

'- ��������������) ������������������

&���)��������� �0

/ �0�A0�����������������&���)��������� �������������&���� ������ ��������������� ���� ��

3�������� � ����� ��)� ���40������� �� ������������2���'�)��������*� ������������������������ �

�2 ��'�'1�&�����6������� ����� ����� ��� ��0������&� �������)�����������������������0

/ �0�<0�� ������� �� �� '����������,�:@*�) ���'� ���� � ��������)�'�&�������� ��� ������� ��

� '0���)� ������������77078� �����������2�� ��'0����������'�)� ��������� �� ������������'�����

����� ����������!��� +�� �������������&���� ��0

Page 5: Interpreting TGA curves

<.��*��������

��� �� ��� ��� �������

����#���$%��

-.��/.0�*/.1*������������������������������1������-�������������;�<1-�=��������������������������� ��������2����������1������-��������������4�����&�������1-�3$1��D9:�����6������� �����������$ �0����������&������������������������������������>��������������������������1-�����������������������&�������������������������������&�����������������������������&���������������������������������&�����<��������������6����������&�����������=����������������������� ������������������&��>���

����������� ������������������ ���������������&����������������������� ������� ������<+&���������������������&��� �=

� ����� �������������������������������������������������������������������&���������������������������&������������������������������6������������������� �����������������

"������ ��� ����������������������������������������������������� ��>���%���������������������������������������������1-�������� ������������6���������������������������������������

#������ �������6����������������������������&�������������������������������������6��������������������&��������������������������������������������������������9���������������������������6&���������/$�0�����������<'���#=�

��$���% ���������>���������� ��9�����&������������������������������@;����%@;���������������&�������������������>�������>������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������>����� ����&�������������>�������� �����������������������������&����� ��>���%���/����>�������������>�����������������������������������

��� ��� ��������������������-.��/.0�*/.1*������%���������������������������������������������������������������������������������������>�������

.���G'�3/

�H�

'�3/

�� ��������

'�� ������������

/�� ������������������

�� ������������<������������������������������������������=

/ �0��0�������)�����#���$%������� ��� ��� ��������+�������������������0

Page 6: Interpreting TGA curves

%.��*��������

��1-�3$1��D9:����������������������������������4��������������������������������������6��&�� ���������������������������

����������� ��&�������� �����������$1��I�����������������������-�������������&�����������������������������������(����������������������&������������������������������������������������������������������������

#���������JF� $ �0�$,��� ������������������� ��������������>������������&>���������>��������������

� ������������������� ������������� �����������������<���&�������&�������&���=

� �������� ������������<���?��&������������������=

�������� �� ��� ���'#���()�� ����������*

� ������������ &:� !85���� !85

� '����������� E�;���������������������������

� '������� :�K���C K

� /������������ /J1�

� 1��������������� : �����#��

� '�>�������� :�@;���: @;

� -�6���������������

����������������� � �6:�6: ��

������ #6F6:D��

$��� +6:D��<������=

5��������� :�6:���<������=

� .6������������������ 2���� �������������������

������� '������� :#�:D�C K

� -�6������>���� # �: @;

� $����������� C�9�����

� ������������ ���������������3������������������

/ �0��0���#B�������'� ��������'�

Page 7: Interpreting TGA curves

A.��*��������

����������

���� ��� ����������� &�� ���������� ���� ��

��� ����&��������! ��� ���������������������������������������������������� ������������������

�����������E�����������>������������������������ ��������������������������&��������� �������������������&������������*������������������&���������������<������������=��&�������������������������������&������������������������(����&�����������������������������������������������������������������(���������������������������������<����������������������=�������������������������������������������&���������������������������������������&�&���������������������������%��������������������&���������������������� �������&���������������������������� !85�

'��������&��������������������������������������������������������&�����������������������(��������������6����������6�����6�������������������������������������������� ���� �������<�������&���������������������������������������������=�$��6����������������������������������������������������6�������������������������(��%�����>����������������������������������������������������������%��������������������������� ����������������������� ����������������������������������6������

�������� �����<��=���������� ��������������<���=��&������������������������������������������<������������=�����������������������6������&

����������������������������&����������������������������������������������������������

+,����� �* �-�����.������������%����� /� )$������������::�������E�9<����������������=������������&���&�����E�!9��6�������������������������6�������������������

� 2��������� ���3$1��D�:$ �0$��&�������������

� @��������� : 73���� ������������� #�85��D 85

� ��������� K�������� ��3����

��������������������� �������� ������������������'����!:�

/ �0��0�������! �� ������� �����C���� '��%�) �����'�) ������������� &��

���������E�9��������������#��A����������������# 85��������������������������������������%���������������������C !85���� !85������������������������������������������������: A����������

��6����������������&���������������� ����������6����������������������������������������������������������#C��A���������������������������������������������������>��������� ������������������������������������������������<���������=�������������������6�����������������������������������������������������������&����������������������

Page 8: Interpreting TGA curves

$.��*��������

+,����� 0* ������ ��-��.���������%������ ������6������������������������������� ����������������������& ������������������������������&�������������������������������������������������.6����:�

� 2��������� ���3$1��D�:$ �0$��&�������������

� @��������� : 73���� ������������� #�85��D 85

� ��������� K�������# ��3����

������������������������������&�����������������������.6����:��������� ���'����#��������&���������������������������������������������������;�������������������&���+ !85����# !85�������������������������������+�:A������������+ !85����# !85�����������������:�+A�1�������������%�������� �# !85�����������������������������������������#A��������������������6�����������������������

/ �0��0��������������2���� ���� '�� &�� ���� ���3 ''��4-��&�!�-������� '�� &��1�&���)-����

�� �0

1��������������������L��������M����������������������������+ !85���������������������������������������������

0�����������������������������������������������-�������#�:A������CB�DA����������������: !A������������CD�:A������������������������������&������������������# !85���9C !85����������������9C !85������������� �������������N����&�������������������������������������������������6������

�����������6��������������������� ���������6����������������������������������������������������������������������������������������������������&������� ������������>�������� �����&��������������������������������������

�������� ������������A

$���� 0����+ !85 + ����# !85 + ����# !85�1�

���������� +�:# :�+: :�+�

5������� #� F CD�B: CB�BC

E������ �BC B9� � B9�B9

Page 9: Interpreting TGA curves

?.��*��������

/ �0��0�����������'�#���� �!�����������������0�����'����'� �!�����)���������������������������� �

���������� ������������ ��� �� ������C�����'� �������'�>���+����'������' '����� ���� �����

�9�*0������������������� �� ���� ��) �������� ���3 ��� ������� ��4���'����������� ������ ''�����

��������&�'�3'����'�� ��4�������)������2�������������<� �' ! '����������0

��!��� ��� ����������������� ���&���! �����' ������

���� ���� �������) �������#��������� !���������������"�����#�!����������$%���&'()*+,�-����.�-��������-/��������

����������������������������������������6&���������� ��������������������&L����� ������M���L����������M�����������������������������������E����������������������<����&�������=����������������3�����&������<�������������=���������������6����������������������������������6�������������������&�����O����;����������&�����������3������������������������������������*��������������������������������������������������������������&����������������������������&����������� ��������������������������������������'�������������������������������6����������������������%������&����������������������������&����������,�������������� ���������������������������� ���������������������������'�����&� �&�������������������������������������������������������������������������������������&������������������������������������������� �����������������&���������������������������������������������������������������������� �����������������������>��������� �������;���������3$1����������������� ��������������6�����

#����� ��������������������� ����������C AE�����������<5.-2�#��0�P5'�,�����=��B�9A>����;����< �:& �+���Q������-�������%�QR����=��� �CA����������6������������<[email protected]:� E''�����>�����=�: ����������6���������������#+�����������������������������������������&�������������� ��������� 6� �����������������������������������������#%���������������&�������������������:�9���

����������������������%���������������������������%��>��&������������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������������&�����������:�9!��������������������6��������������

���������� ���� ��� ���'#���(1��

�������� �����������������������������������������������: !85�������������������<�����������������������=���3��������������&������������������������������ �������������������������������������������������������������C� !85��������������������5�<*@=

#<����������=�K�����������

�������������������������������&���[email protected]������������������������������������������������������������������������������������&��������������������������������������F !85������������������&�������������5�5*

+�������������

��� �����������������������6&����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������$1����� ���������������������������������������������&�������������2����������������6��������������������#9 !85��������������������������������F !85���������%����������������������6���������������������[email protected]����������&�����������������>����;���[email protected]���>����;����������������>��������� ����������� ����������$1�����������������&��������[email protected]��������������������������@�� ���������[email protected]��������&�����<��������� �CA=���������������������������������������������������������������������������2���������������>��������� ����&��������6�������$1����%���������������������������[email protected]������

Page 10: Interpreting TGA curves

��.��*��������

��������������������������������������������������������������������%�������������[email protected]����������������������������� ����������������������� ����������%����&�����α&��β&>����;�������������F+!85���������>��������� ��������

2������������ �� ��� �3+� ���$����4 ������ ���� ���-����������������������������������������� �������������������������%��������������������������>�������� ��������;��������������6�����'����#�������$1����� ���9���������������������������������>����;����������>����;���������������������$1����%����������;�������������������������������������&�����������'����+���������&��������������>����;����������$1�������'�>������������������������������������������������6�&��;�����������������������������������������������6������DP3�����������������&�����>����;������&�����. �>����;�������� �� A����������������������������$1����%��������&���&>����;�����������.�����������������������������������������������������������������>����;�������������� �2���6����������������������������������������+ !85��

: !85��: 73��������<� !��3���=�'����>����;�������������������������������������������������������������������� !85��9# !85��: !73�������K

#<� !��3���=�

2�����������������������������>����;�������������������������� ��������������������������� �'��������������������������� ������������������>����;������� �������>��������������������>����;�

'����C��������������������� ��������������������[email protected]������������������������ �������������������������������>����;������������������������� ��������������������&������� �BB�

��� ���������� -������� ������������ ������ ���������2������������[email protected]���������������&�������������>����;�������E����������� ����������������3$1������������� ����������������&�������������������������������� ���������������������:�9������%��������������� ����������&������������'�������9���F����&������

����������������� ���[email protected]<'����=��������������������������������������������������2���������������� ��������������������&������������������ �����[email protected]�����

�������������������������������� �����������������*������������[email protected]�������� ���������������������������������������� ��������������<�������������&��������������=����������������������������������������������������������������������������������

�����������������>����;�������E���������������� ��������������������������������������������9��A�K������������������������&���<'����9=��� ��������������������������������� ������������������>����;�����$����������������&���������������� ���������������������B#�F��B+�9��A�������������>����;�������������������������������������������������&���������������

������������������������5�<*@=#���

5�5*+<'���F=�������������������

������������������������������&��������5�<*@=

#���5�5*

+��������

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������&����������������������������������&������������������������6�����5�<*@=

#������������������� ��&

����������6����2����������&/ �0��0�#���� �!������� 2�' �������'�� 2�����) ���6��)��>���+� ������� ��0��������6����� ���(

����'��!�����������������������0

/ �0�70�*�� &�� ��� �!���������'��� ��� �����

����>���+� ��������� ���#�������6�����

/ �0�,0�*�� &�� ��� �!���������'��� ��� �����

�����9�*� ����������#�������������

Page 11: Interpreting TGA curves

��.��*��������

��������������������������������������������������5�<*@=

#

���5�5*+�����������������������

��������������������������������������������������������������

��� ���5�<*@=#���5�5*

+�����6&

������������������������������� �&��������������������������������������������������������������������������&��������������������������������&�����6����������������� ���&������������������������������������������������������������&����������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������*���������������3$1���������������������������� ������ �[email protected]�C:��A��������:�FA>����;��������������������������������������

��6����������������������������@

#*���5*

#������ ��������&

������������������5���������������%������������������������6����������������������������������� �[email protected]�+DA��������9A>����;����������������������� ��������������������3$1�������&��������������� � ��������:9A���������[email protected]���� ��������������: A������������>����;����������%����������������[email protected]������&�������������������������������������������������

#�����% ��� ����������� �������������������� ����������������������� �������������%�����������������������������������������������������������������������>��������� ����������3$1������������������&���������������������� �������������������������������� �����������������������@������<�������������=���������������������������������>�������� ���������������������������������3���������������������2���������������������� �����������������6������������<[email protected]=��������>�������� ����������������������6�������������������������������� ���������������������� �����>����������������������&������������������������ �������

����������������������������������<5&$&@�����S=�2����������������� ��������� ��������6������������������������������������ �[email protected]������������$1���������4������������������� ��������&�������[email protected]�������������&������������������������� �������[email protected]��������������$1����%����

O����;���������������������������������������������������������������������%��������������������>����;��������������>������������������������

��������������α&��β&>����;���F+!85

����������������������� ����&�����������������������������&��������������������������>����;�������

2������������������������������&���������������������������������[email protected]�����������������������������������������������������&���������������������������������&������������3$1�����������������������������������3$1����� �����������������������������&����2��������������������������&��6������������������������������>��������� �������&>��������� �����&�����2�������������������������������������������������������������������������������������&�����������;������������������������������<���������������������� &����������������������������=�����������������<�����������������������������������������������=�

�!������������2�������%������%���������������<4�� ����������=������� ���������������������������������������������������-.��/.0�*/.1*���3$1��D�:����'T.������������.���6����$�����$�������$���;������

/ �0�<0���������� �������9�*� ����� ����'��� !�

/ �0�%0���������� ����������>���+���'�C�����'

����� ������� ����� ����'��� !�

/ �0�A0���������� �������C�����' �����'� �� �

�&������ ����� ����'��� !�

Page 12: Interpreting TGA curves

��.��*��������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������&���������������4���%�������������������������������������������&��������������� ������������������������: �������������������������������������������&��������������������������������������������������2�����������������������������%����������&������������������������������������&��������������������������&��������������������������������������������������������&����������������������������������������������������������&��������������������������������&���������������6�������������������������������������������%�����������������������������������&������������<�4��5��::=���������������������������;�������&�������������������%�������������������������������� ������������������������������������

����;�����������������������������������;�������������������������������������������������������&����2������������������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������;��������&�������������������������������&�����2�������������������: ��&��������������������<∆@

�: A

=��

�������������������� �����>��&����

��������������������� �� �����∆@

�: A������%����

� ��������������������������&�������������������������� �����������������������&�������∆@

� ���������������������������∆@

� ���������������������������������������

����������������∆@�: A

����������&������������������ �������������������������������������������������������∆@

�: A������

�������������������6������������������������������������������������������������� ��������������U&���������������2�������∆@

�: A

���������������������������������������E.����������'����#����&����������������������������������������������������������������&������������������ ���������������� ��������������������������������������������&

���� ��� ������������ ������ � ���) ����#*

��������� ������0!��-�.!�����

%��������������������������������������������������������������%�����:�������;���������� ��&���������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������1$5�����������������������������������������������������

������������� �� �%��������% �����#� ����'����:���������������� ��������������������<E.&@1�/�����=���������9<E�9�1������=����������������������<E.�=������������ ������������������� ��������������������%��E�9������������������:B !85��� ��������������C !7�2������������E.&@1������ ���������������%�������������9 !85�������������:� !85�4���%������������ ��������������� ��E.�6��������6���������%�����������������������%������������%�����������������;������������������������

��6��������� ��������������&��������������������������������&�������∆@

��������������� �������

: ���������������������∆@�: A

���� �� ∆9������83D��4

E.&/1�������������������� #B+

E.&@1�������������������� #B+

E.��������������������� :C

EE������������ # F

E�9���������9 #+

E�99���������99 #��

E�'.�������������������� D#

��&����0����� ���������� ������' ���������������� �

Page 13: Interpreting TGA curves

�7.��*��������

���������������2����������������� ������∆@

�: A�������������<�

����:=�������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������� ������������������2������������������������������ �����������������������������������&���������������������������������������������������������<�������������=�������������������������������������������&����������������������������������������������������������1�������&������������������������;���������������������;��������������%�������������6���������%�� �&

/ �0��0����� ��� �!������C��1�C�(9��3�������4���'�C��%�3�������40

/ �0��0�*�� �����'���� ���������� ������C�������

��� � ��������������0

/ �0�70����� ��� ���������� � � ��� ������ � ��������� ����� ������ ������ ���0�#���� ����������� �(

' ������������������������� � �����'�� ������ +������������1�������&��� �����������������������

� �������������0�B�����������������1�����������3C��4�)��� �������������'���'��������'���

���:@*����,�� �����0

�����������������������������������������������������������;���&����������������������������2������������������������������������������������������������������������������������������;����������������6������'����+��������������������1$5����&��������������������������&��������������;�����������������&�����������������������������&

������������������ ���������������������������%�������������������������������L�����M�������������������������������������

����������%���������� ��������������������������������;���������������������������������������������������������������������������������;��������������������&�������������������������������������������������������� ����������������;��������������������������6��������������������&������ �����������������������������<����������������� ����������%=����������������������'����+�

��������������������������������������&�������������������� ������������������������������ : ��&�������������������������������������2�����������������������������������������������������������������������������������&�������������������������6����������������������������������&�����������������������������

Page 14: Interpreting TGA curves

�,.��*��������

E.: E.# E.+

1������<�3��+= �B�D �BC+ �B++

$5��������<3: 5= V #� 9D

-�� #9 :FB :CD

-�� :9:+ #:C# # ��

-;� FC�9 :C:F9 :C9 #

@� 9�# :#�� :C�:

��&����0��� �� ��� �� �� ��������������C��������0

�:-�����7:@*

&:-�&����� ������������'�) ����7*(E��

:-���&�(�!����1�)� ���(�!�������'��!���������������3����4

':-�' ���� ���39�F��)��

�4

�:-�&���)�����E���'��� � ���� ��

�#*� ��� �� +�� ����������� �� ��&�� � ��

' �� &�� ��� �������������� �� ��1-���2�2���#��13&4��5��-��6'�77�������������-��1��8�����9�&��.���:!������!8����;1&�<�����������������.�!�������=�����6�����&���"

!�-!��$����>�$,?@���!8���(��(7�!8�������#1�

����������� 5� 6 78�������������������������������������� --1 -����-���1������������ $5�1 $����5�������������1�������&

����� $5� $����5�������������� �0.' ��������0�����.������'���&

���������� $2$� $�����2��������$��������

�����>�� $$� $������ $��&���������3��&

������

�����������������������������&���������α&������<:&�����:&�6��:&�����C&�����&��������=�����������������������������&���������<--1=������������������������������������<$5�1=����������������������--1��������������������������<�����������=�������&������$�;.6�������5�������������<$.5=���K�����-������0������<K-0=������������������$5�1�>��������������������������&��>���'������������������������&������������������������������������������������0�����.������'������������<�0.'=����������>�������������������������������&�<E.=�����������������;���������&�����������������������������������������������������������;����������������������������������������������E.���������������� �� ������� ������������������&������ ������������������:+ !85��:C !85�����������������������������������������������������

����������������������������������'������������������������������������;���������������������������������������������������������������������������������������0.'������������������&���������������� ����������������&��������������>���������� ������������� �� ����������������&������6�������$ ����������������� ������������� ������&������������������������������������������������α&�����&��������������1���������$�������5����������1$5� ���������������������������������������������������0.'����������������������������1$5��������������������$5�1�����������������&�����������������������������������������%��������$�����2��&������$�������������>�<$2$�=������� �� �����������������������������������������������;������������������������������������&������������������������������0.'�����>��$2$�������������������������<E.=�4��������������&

���������������� �������������������������<EE=���������������������������������������&����&��������������������������%������$������ $��&���������3��������<$$�=�$$��������������������$2$���������������������������;�&�����������������2������������������� �������1$5�����������&���������$2$����$$���������������������;�������������������������������������������3:&�6���������������������������&�������������������

+,���������� ������

�������������������������������� ���&��������������������E.:�<���&�����������E.=�������;�������Q����&K�����������������������&:&�6�����������E.#���E.+�<�������E.=�������;���������&�����5��������������������$5����&��������� ����������������������������� �������:�

Page 15: Interpreting TGA curves

�<.��*��������

������������ #������ ����������%9�#�:$������������: ������������C µ������������������������������������-.��/.0�*/.1*1$5D#:

>������������>����������������������������������������������������������������

� '��������������� �������1$5�������������������������������������������������## !85����������������������������: �����������������������������## !85��&# !85��: !73������&������# !85���#!�����������1$5��� ��������## !85��: !73����

� $������������$�����2��������$�������������>�<$2$�=<'���:=�.���E.��������������## !85��������������������������: ������������������������������&�����;�������������<��G:+ !85=��� !73����������������������������������;��������������9 ���&���������������������������������������������� 73��������6����������;��������������!7��������������������������;�������&�������������������������������;���9 ����������������������&�������������� �!7���� ��������������������C !85�.���������������������������:B������&��������'�����������������������&# !85��# !73��������1$5��� ����������&# !85��## !85���!73����

� �������������$������ $��&����&�����3��������<$$�=<'���#=.�����������������## !85��������������������������: �������������������: !73�����&# !85����������������������������������������������: !73����������������������&������<�

�!G!:+ !85=�2����������&

�������������������������9 �������������������&# !85��: !73���������������������������

���������������������:#�!85<�

�&�!7=��: !73���������������

�����������9 ��������������&������������&# !85��: !73������������������������������������������������������� �����������!7����������������C !85�.�������������������������:B�������������'�����������������������&# !85��# !73��������1$5��� ����������&# !85��## !85���!73����

;������1$5��� ��������E.�����������������������������������������'���!+�<���������=���'���+�<����������=�������������������&��;��������������<�

�����

��=�����

���������������������������������#�

������������������������:���'��&���+����+�������������������������������� �����������;����������������%�������������

� ����������������������� ��������������������������������������������<$5�=��������������������������������������������<$5�1=������������������

���������������E.���������&�������������������������������������������������������������������������������

����������&

�����;��������������������� ����

E.#���E.+������������������ ��������������������E.:��������������������������&��������������������������������������������������������������������������������W: X

� 2���$5������������������������&��;�����������������������&�����

� ������E.�������� ���������&���������������;����������2�����&�����E.#���E.+��������6�����������������;�������%�������������&�����;�������%���E.#���E.+����� � ������������������������%������������������%<�GFD!85���E.#����GF#!85���E.+=�������������������������&������������������������������$5�����������������$5������������������%�����������������������

� �����������E.:���������;����������������%�������������������������������<��������������������=������������ ������ ��

/ �0��0������������������'����#�#�

Page 16: Interpreting TGA curves

�%.��*��������

/ �0��0������������������'����##�

/ �0�7�0��#*�����������������������' �������C���������3���� ����2�� ����������;� �4

/ �0�7&0��#*�����������������������' �������C���������3 ��� ����2�� ����������;� �4

��$2$����$$�������������&�������������E.����������&���������������� ����������'��&���C���������+�������;������������������������������������������������������������<���& �������1$5�$2$����$$�=�������$2$����$$����������������������E.��������������������������������,���E.#���E.+���������� &��������������� ���%����������1$5��� ����6�������������������������E.:�����������

��������������������������E.���������������$2$����$$�����&������������������������������������������;�����������������������������������������������<$5�1=������������%����� �������$2$����$$���������������������������&����������������������������������&�����;��������������������������&����������������������2����������&������������������� ���������������������������������>������������������������;���������������������������������������>������������������������2�����������������������������������������������&>������������������������*����������6������������������������������%�$$�������������������������$2$��

�����������������������%����������������������������$2$���$$�����������������E.�����������$5����&�������������1$5������������������� ��>�������� ��������������������������������������������&����*����������6������������������������������%���$$���������� ������������������������������;������2��������$2$����$$������������1$5����������������������������������;������0.'�

��&���70����� �����������1�∆91� ��D������C��1�C��

��'�C�7�'��� ��'����������' ������������

�����������3�#*1�#�#����'�##�40

5�� ����& $2$� $$����1$5

E.: #:9 #+C ##C

E.# :DD :D9 :B#

E.+ :FC :FD :99

Page 17: Interpreting TGA curves

�A.��*��������

��<85= �

��<85= �

��<85= ∆@

�<P3�= ∆@

��<P3�=

'������% $������%

E.: :+D� ::�� & #:9 #:9

E.# :#B� ::�� D �� :DD :D+

E.+ :#9� ::+�� FC� :FC :F#

��&����0������� ��� �� �� ������������C��1�C�����'�C�7�'��� ��'�&�� ��!��� ������#*������� �

3� ����� �'��4

/ �0�,0��#*� �!��������#�#����������3���� ������-�<:;� �40

/ �0�<0��#*� �!��������##����������3���� ������-�<:;� �40

�!��������������������������������%������������� ���-����Y����� ����@����������������1$5����������

"���������W:X ��7������K�2���%����$�7����K�

2%�����@�K�����������@�����������ZB �DF:&DF+�

W#X 1�0�E���%����$�5�������������,�7����������ZB:�:�C+&:�C��

W+X .���������-�0��������1����6����-�'���������E������:BB#� ����++������# �C++F&C+C#�

WCX -�)�7���������.�'�-����������������������#C+�:BBC�:#B&:C��

W�X ��P�-�����Q�@�@�����;�-�5����������P�P�$����;�E��������&�����:BBF�+B�C9�&CF#�

W9X ��@��������0�,��������ZBD�:DDF&:DB:�

WFX 5�J���������P�'�-������E�1���������-�1�����E������# �C:�#B:�&#B#+�

WDX �����%���P������������������&�������������������������&����C��:BB �:&#C�

WBX J�$������1�1��������1�����-�1�����0�/��������P�-���������������(������������������&��������

W: X 0���������/�-����%�������������������#+D�:BBC�:���

Page 18: Interpreting TGA curves

�$.��*��������

���

����#���$,�-���� '� ��� ���&��)������������� ������0!��-�.!�����

�����������2���%�������������������������-������������������������&�������6�������������������&�����������6����������������������6�������������������� ������������������6������������&�������������;������������������������τ�2�����������������������%��������������������������������������������������

:���

�����������#���� ��������������

>�������

��:→�# GτHW��<�:?�

=?��<�

#?�

=X

���� �����������������������

��������������������2��������������������������������������&�������������������������������������##� !85�����������������������������������2�����&����������������������������:9!85����� C�!85�����������������������������������������������������������2���������������� ����������&�����������������������������������������������������������������������������������������������������������

������� ��� ������ �� ��� ��� ����� ����������2���������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������# ���������������������������������������������������*�������������������������������������������<������������������������ �=��������������������������������������

$������������������������&��������������������������&������L'�����*��E��������M������ ���� ���������� �������6&������������

������� ���� ����������������������������������������������������������������������������������� ������������6�������������������������������,������������������+ ��3����������&���������������������C+ !������������������������������������������������������������������&��������������������������������

��+ ��3���<C+��=����������������������������������������� �������������������������������������&�����������(��%�����������������������������-�������� ��� �������������������

���������������(��%������������������������������������������������������ ���������&�� �����������������������������������������������������������<�����������������������������������������CF �=�

3��� �� ���� �� ��� ��� �� �������������E���������-�������������<�����������=�������#�3�����������������������������������������������������+# ������������:&+ �3�������������� ����� &�����������������������>������

����<����������[+ =�,�� ������� ��������������������������>��������� ����� ������������6������&����'����:����������������� ���&���������-����������� 73�����: !85�����������������������&����������� ������������������������������������������������������������������������������������������������

#�����%����:�������;����������������&���������������������������������&��������������������������������������������������� ����������������-�DC ������#���+���������������������������������������

/ �0��0�����$,�� ��� ��� �!���) �����'�) �����

��������5�������������)��������� �

E������ E������W��3���X '�������������� � W85X 5�����������������W�X

��� ����� #+�� CF

��� ��� #+�� C�

��� # ����� #+�� +#

������� + ����� #+�� C+�

����� + ����� #+�� C+

��&����0�*��� ���� �� ������������' ������� ��� ��� ��' � ���

Page 19: Interpreting TGA curves

�?.��*��������

�����������������������������������������������������������# �3��������������� �������������τ�F�D+���<�������������=�����++!���<����#�3��������������=N�������

# !85�

;����! �� ��� ���'#���(1��

����� ����������������������������������� ������,�� ��� ���&��������������������������������������������������������������&�������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������&����<����� �:��3�=�

2���������������:W85X : :� # + � F :

.�����������#W85X

#� #:�F #��� #D�: +:�� +��D +D�� C:�+

+ :9�+ # �: ##�9 #9�: + �+ ++�: +��B

� F�F ::�� :C� :F�� #:�D #C�C #F�+

F +�F F�� : � :+�� :F�F # �C #+�+

: � +�D 9�C B�D :C� :9�D :B�9

��&����0�*��� ���� ��� �� ���������������� ��� ���3�����������45 τ:F:A0$7� �1���:F:��:@*

2���������������#W85X : :� # + � F :

.�����������#W85X

#� :C�D :F�C :B�: #:�� #C�+ #9�# #D�:

+ ::� :+�F :��C :F�D # �9 ##�� #C��

� ��# F�D B�9 ::�B :C�D :9�9 :D�9

F #�� ��: 9�D B�# :#�: :+�B :��B

: � #�9 C�+ 9�F B�9 ::�C :+�C

��&���70�*��� ���� ��� �� ������) �����������������)������������ ��� 5�τ:F:<07� �1���:F:��:@*

�����+,��-�����< ��������� ��� #������ . =�������������< >�������4�� ��� #�������

.�����2�����������5��������5��������.���������255.D �������&::�# :�����<.$=.$��5D ����#�&#B�# #��������<.$=###���������5������$�����K�������.6�������� ����#F&#B�# :5�������2/<4$�=-.125��# : $���#&F�# :5���\�<.$=�.'��3.�������&$���� ::&:+�B�# :-R����<1.=#B��������K�����������

�� ������� ����� ��� #������ �� #���4��������(�������� �����'�*�������� ���� ��-

��.>�����!��� ��� #������� �� ��� #����4��(�����6�������'�����'����&� -@���P��6�-.��/.0�*/.1*���@�$����;����������]]C:&:D 9F#9��'�6�]]C:&:D 9F#C �&����������(��6^������

��������������$����� $���#C&#9�# :$��/�����-*<4$�=$���������������������� -��C�# :1����%<�.=��������E��������������� -��:9&:F�# :-��<�.=��,K-��������6 *�����C&��# :��K�������<K/=025@&-�5-�����2�����;���������������������5������ *�����#&9�# :-�����<2�=7&7������������ #��: &:�::1R�������<1.=.���������������$����� K� �C&::�# :��������5����KP<4$�=

�-�31-�<1�����= : �$�����# :������#����$,,��%���������<1�����= : �$�����# :���������<1����� ::�$�����# :������1$5�����<1�����= :#�$�����# :������1$5�� ����<1�����= :+�$�����# :������#����$,,��%������ ����<1�����= :C�$�����# :�������-�31-�<.������= $�����:F�# :������#����$,,��%���������<.������= $�����:F�# :������

���<.������= $�����:D�# :������1$5�����<.������= $�����:B�# :������1$5�� ����<.������= $�����# �# :������#����$,,��%������ ����<.������= $�����#:�# : ������

,��%������������@������R����-������ :B�K� ���# :������,��%����7�� ������������� # �K� ���# :������

��.>�����!��� ��� #������� 9���������:'R��_��2���������������$�����������-.��/.0�*/.1*���@�������'���2��,��������]]CB&9C:� FC C�

7����%������,��%������1$5&7����%��� ##3#+�: �# :�����31.,��%����7�� ������������� #C�: �# :�����31.��&,��%���� :+�3:C�::�# :�����31.#����&,��%����<�����= :��::�# :�����31.

'����������������������������������&;�������'�����������E����%���� #:�9�# :����<5@=��������������������%����%���&���-�������7���������� + �: �# :1R�������<1.=

���� �� ?������� �@����%� ������$�� �� ����'�����0�������������������������5�������'�� ��>��-.��/.0�*/.1*$����J�������� �Y���]]++&:+ BF:9DB�'�6�]]++&:+ BF:99 �

5���������������������#���� :9������# :J�������<'����=1$5��������#���� :F������# :J�������<'����=1$5� ���Y��������#���� :D������# :J�������<'����=�-���������#���� :B������# :J�������<'����=

P����Y��Z�����������!�P����Y�Z����������� #�������# :K����<'����=P����Y�Z����������� # �� ���# :K����<'����=$Y�������!�1$5�������� ��������������� #+������# :E����/�1Y���<'=

Page 20: Interpreting TGA curves

��.��*��������

'����������������������������������������������������������������������������-.��/.0�*/.1*��������� ���'����;����������������E����%����������%����������$�����������2����%��-.��/.0�*/.1*J��������2�����������3����������

+�������� ����-.��/.0�*/.1*���@������������$�������������FC�5@&D9 +$����;������$���;�����

1��-�$�������� 1��0�0���� P�,������� 1��P�$����� 5�1�����`�� 4�Pa������

E�������� 5������.����� 5������.����� E�������� 5������.����� .��������.�����

&���������(�������^�����������]]C::D 9F+DF�'�6�]]C::D 9F#9

"�%��� ��� ���������E��������T1�%���������$����;������,����@��������-.&�:F: BB

6���������$++A��.������(B�����������B����.����0���B��.����8���������

���� �� ?������� �@����%� ������$�� �� A����������>��0�������������������������E��@�������K�J�-.��/.0�*/.1*$����Q� �����Y���]]+#&#++C # B�'�6�]]+##++C ++C�

��������!�<b�����������=�������������� :F$�����# :���������<�.=��������1$5T������������ :F$�����# :���������<�.=��������������<������%�����= :D$�����# :���������<�.=5���������������<��������%�����= :D$�����# :���������<�.=

�� ������� ����� ��� #������ �� ��� ����������J��� ������������%���4%����%���������@������-����&�������J�������� +CC&9+D+9+�

���� � #������� �� ������ ������ ��� ������� �� ������E����������������;������������������$�����'������-����&�����$������K� ��-����������]]+B&#++++#:�'�6�]]+B&#+�9#BF+.&������������������^������

#����$,��������<���%�����= :B$�����# :���������<�.=5�� ������������ :B$�����# :���������<�.=���!����������������������������������� # $�����# :���������<�.=�-�31-�!����������������������� # $�����# :���������<�.=

5������5������1$5��� :D$�����# :K� ��-�����1$5� ��;��� :B$�����# :K� ��-�����

��� # $�����# :K� ��-������-� #:$�����# :K� ��-�����

���� % #�������� �� �� �� +��B�E���������������������������������������� ��������������'������5������-����&�����$���.�����]]+CB+##+F9 .&-������������������^������

$�����������c������Y������P���������������������E��d���� #+&���& :��������

:9&���& :-�����

P������������4���������$�����#���� #C&���& :��������:F&���& :-�����

P���������������������'��������O�d���� #�&���& :��������:D&���& :-�����

�� ������� ����� ��� #������ ��� #����� ��� ��� ����� �������'����������������������������������������������5��������@���������-����&�����������]]C9DF #� #C�'�6�]]C9D9C#C�9#.&�����������������������^������

�� ������ ���� ��� ������ �� ��� C>'����������������������������������������������0����������-.��/.0�*/.1*/��/�������� ::9#+C� #��'�6 ::9#+9��

1$5������������������ *�����#+�# :/�����

������� *�����: ?::�# :5�������<*@= ���������������� P��:+&:C�# :$��'���������5�

�� ������� ����� �� ��� #���� +�� ��� ;������� �����< >���� "�����D'�������������������������������

-��������P�����/��]]9 +&F +#FF+���6�9 +&F +DFF+$��������/��/�35�� 5�����]]9�&DB ::���6�9�&DB :+

���������,�����%�����������]]99#&F:B9CD ���699#&F:B9CFB*�$.��������������$�����E���]]9 +&F C:FF+���69 +&F +:FF#

�� ������� ����� ��� #������ �� E����'����������������������������������������������)������2%����-.��/.0�*/.1*P���������]D:&+&�F9#& 9 9N'��������]D:&+&�F9#& F�9

�� ����#��������� $�����:C�# :��%���� ����#��������� K� ���:��# :*��%�

���������������� *�����#��# :*��%�

�� ������� ����� ��� #������ �� ��� C#� ��� �������������������������������������������$��0$���� �����9�������������5��������������5��������*���@��>���������������������������&������������&�����%������'��������������������P��'�������:&D &9+D&D�+F6������C9DF���6�9:C&C+D&CDF:����&�����(���������^������