La termogravimetria (TG) è una tecnica di analisi termica in cui la massa di un campione viene misurata nel tempo, in atmosfera controllata, al variare della temperatura. I dati di questa procedura vengono esaminati mediante analisi termogravimetrica (TGA), uno dei numerosi metodi in cui viene misurata una proprietà fisica di un campione relativa alla variazione di temperatura. Tecniche simili riguardano lo studio del flusso termico, della lunghezza e dell’elasticità. La termogravimetria è spesso utilizzata nell’industria farmaceutica per analizzare la stabilità dei farmaci e in agricoltura per regolare il processo di disidratazione delle colture.
La procedura richiede una bilancia di precisione, una fonte di calore e una camera di reazione chiusa. Mentre il campione viene riscaldato, il suo peso e la sua temperatura vengono continuamente monitorati e registrati. Una termocoppia, o sensore di temperatura, è tipicamente posta a diretto contatto con il campione; la termogravimetria comporta variazioni assolute di massa ed è indipendente dalla velocità di riscaldamento del campione. L’ambiente potrebbe essere un gas o una miscela di gas a qualsiasi pressione richiesta o un vuoto.
Quando vengono tracciati, i dati raccolti formano una curva che mette in relazione la massa di un campione con la sua temperatura. La correlazione tra temperatura e variazione di massa viene esaminata confrontando i punti del grafico con le due scale degli assi. Una visualizzazione più informativa è derivata dai dati mediante termogravimetria differenziale, in cui viene tracciata la velocità di variazione della massa rispetto alla temperatura. I singoli episodi di cambiamento non evidenti nella mappatura più semplice possono essere facilmente distinti, portando a un’analisi più completa e significativa.
Variazione della massa di un campione, come riflesso dal suo peso, poiché le variazioni di temperatura possono essere dovute alla scomposizione dei composti negli elementi costitutivi, alla reazione del campione con l’ossigeno o alla sua perdita di contenuto d’acqua. A quale temperatura e in quali condizioni atmosferiche si verificano questi cambiamenti forniscono importanti informazioni sul materiale campione. La termogravimetria è spesso impiegata per studiare come questi fattori influenzeranno la stabilità e la durata di un prodotto. L’analisi della reazione di un campione al cambiamento termico può essere utilizzata anche in medicina legale per aiutare a identificare materiali sconosciuti.
Il comportamento dei materiali correlati ad alta temperatura in un’atmosfera selezionata è una considerazione importante nella progettazione e nello sviluppo del prodotto. La termogravimetria può essere utilizzata anche per stabilire le caratteristiche di un materiale da utilizzare in successive identificazioni o controlli di qualità. Con un’attenta scelta della temperatura e dell’atmosfera, i materiali campione possono essere decomposti selettivamente in componenti costitutivi. Questo metodo è spesso utilizzato nello studio dei polimeri, grandi molecole composte da parti ripetute.