Aplicações: Análise térmica na indústria química

A análise térmica como tecnologia-chave

Na indústria química, a análise térmica assume cada vez mais um papel central, uma vez que cria uma ligação direta entre os procedimentos analíticos clássicos e os métodos de ensaio mecânicos. Torna possível determinar com precisão o comportamento térmico de matérias-primas, produtos intermédios e formulações acabadas sob condições controladas. Para os criadores de processos, departamentos de investigação e laboratórios de qualidade, fornece uma base sólida para a tomada de decisões, de modo a compreender melhor as reacções, minimizar os riscos e tornar os processos mais seguros e eficientes.

A sua relevância também se deve à sua relação custo-eficácia: em comparação com outros métodos de ensaio, os analisadores térmicos são frequentemente mais económicos na aquisição, fáceis de automatizar e não requerem conhecimentos especializados aprofundados. Como resultado, podem ser facilmente integrados em ambientes laboratoriais existentes e permitem uma monitorização contínua e reprodutível dos processos.

Áreas de aplicação e possibilidades analíticas

A análise térmica apoia quase todas as áreas da indústria química moderna – desde aplicações de polímeros e petroquímicas a questões farmacêuticas e investigação em catálise. Na química de polímeros, por exemplo, oferece informações valiosas sobre os processos de reticulação e cura, apoia a conceção de novas formulações e fornece parâmetros para o processamento e estabilidade a longo prazo. No desenvolvimento farmacêutico, permite a determinação da pureza, polimorfismo e temperaturas de decomposição e é, por isso, essencial para aprovações regulamentares e avaliações de estabilidade.

A análise térmica também fornece dados cruciais em áreas com mecanismos de reação mais complexos, como a petroquímica ou a catálise. Mostra quando os catalisadores são activados, como os caminhos de reação se alteram e quais os limites térmicos que devem ser respeitados para uma operação segura. Além disso, as perdas por evaporação, os teores residuais de solventes e os processos de oxidação podem ser quantificados com precisão, o que é particularmente importante para a otimização de processos e avaliações de segurança.

Questões-chave na indústria química

A análise térmica pode ser utilizada para responder com precisão a uma série de questões-chave da indústria química, incluindo

  • Como é que as reacções químicas se alteram com o aumento da pressão?

  • Como é que um material reage a diferentes atmosferas gasosas?

  • A que temperatura é que um catalisador se torna ativo?

  • Um processo continua a funcionar em segurança quando as temperaturas sobem?

  • Um processo de fusão é sobreposto por uma decomposição incipiente?

Estas perguntas podem ser respondidas por TGA-, DSC e STAde uma forma estruturada. No processo pontos de fusão, transições vítreas, transições de fase e pontos de decomposição bem como parâmetros cinéticos que fornecem informações sobre energias de ativação e taxas de reação. Nesta base, é criado um perfil térmico abrangente que descreve de forma fiável o comportamento de um material sob condições reais de processo.

Gama de métodos e vantagens tecnológicas

A análise térmica inclui uma gama de métodos estabelecidos que fornecem um amplo espetro de informações. A termogravimetria (TGA) permite a investigação de alterações de massa e fornece informações sobre mecanismos de decomposição, oxidação, resíduos ou teor de humidade. A calorimetria diferencial de varrimento (DSC) identifica a fusão, a cristalização, as transições vítreas e os calores de reação. Na análise térmica simultânea (STA), ambos os princípios são combinados de modo a que massa e alterações do fluxo de calor são registadas em paralelo e em condições idênticas – uma vantagem considerável para a precisão e interpretabilidade dos resultados.

Tecnologias complementares, tais como dilatometria permitem analisar a expansão térmica dos polímeros. polímeros ou resinasenquanto os acoplamentos com MS ou sistemas FTIR permitem a identificação dos gases libertados. Em conjunto, é criado um perfil térmico detalhado, que é de importância central para o controlo seguro dos processos químicos.

Exemplos práticos da indústria química

Uma aplicação típica é a avaliação de catalisadores. As medições TGA e DSC podem ser combinadas para obter uma melhor compreensão dos processos de ativação e desativação. Isto revela a temperatura a que um catalisador se torna eficaz e se ocorrem processos secundários indesejáveis, como a oxidação ou resíduos. Estes dados são cruciais para definir os parâmetros de produção e controlar de forma fiável os caminhos de reação.

Outro exemplo pode ser encontrado no desenvolvimento de polímeros. Aqui, a análise térmica permite a avaliação precisa dos processos de cura, reacções de reticulação e processos de envelhecimento. Ao determinar a cinética da reação, os processos de produção podem ser concebidos de forma mais eficiente, o consumo de energia e os tempos de processamento podem ser optimizados e a estabilidade a longo prazo de um material pode ser prevista de forma fiável.

A tecnologia de medição da Linsei como base para a fiabilidade e inovação dos processos

Os analisadores térmicos da Linseis funcionam sob temperaturas, pressões e condições atmosféricas rigorosamente controladas. Garantem resultados de medição reprodutíveis e fiáveis que são diretamente incorporados no desenvolvimento de novos produtos, na otimização de processos e na segurança operacional. Quer seja em laboratórios de investigação, instalações piloto ou produção industrial – fornecem a base de dados sobre a qual os processos químicos podem ser operados de forma mais eficiente, segura e económica.

Aplicações - Orgânicos / Inorgânicos