La thermogravimétrie (TG) est une technique d’analyse thermique dans laquelle la masse d’un échantillon est mesurée au cours du temps, dans une atmosphère contrôlée, en fonction des variations de température. Les données de cette procédure sont examinées par analyse thermogravimétrique (TGA), l’une des nombreuses méthodes dans lesquelles une propriété physique d’un échantillon est mesurée par rapport au changement de température. Des techniques similaires impliquent l’étude du flux thermique, de la longueur et de l’élasticité. La thermogravimétrie est souvent utilisée dans l’industrie pharmaceutique pour analyser la stabilité des médicaments et l’agriculture pour réguler le processus de déshydratation des cultures.
La procédure nécessite une balance de précision, une source de chaleur et une chambre de réaction fermée. Pendant que l’échantillon est chauffé, son poids et sa température sont surveillés et enregistrés en continu. Un thermocouple, ou capteur de température, est généralement placé en contact direct avec l’échantillon ; la thermogravimétrie implique des changements de masse absolus et est indépendante de la vitesse de chauffage de l’échantillon. L’environnement peut être un gaz ou un mélange de gaz à n’importe quelle pression requise, ou un vide.
Lorsqu’elles sont tracées, les données recueillies forment une courbe reliant la masse d’un échantillon à sa température. La corrélation entre la température et le changement de masse est examinée en comparant les points du graphique aux deux échelles d’axe. Un affichage plus informatif est dérivé des données au moyen de la thermogravimétrie différentielle, où le taux de changement de masse en fonction de la température est tracé. Les épisodes individuels de changement non apparents dans la cartographie plus simple peuvent être facilement distingués, conduisant à une analyse plus complète et significative.
Modification de la masse d’un échantillon, reflétée par son poids, car les changements de température peuvent être dus à la décomposition des composés en éléments constitutifs, à la réaction de l’échantillon avec l’oxygène ou à sa perte de teneur en eau. A quelle température et dans quelles conditions atmosphériques ces changements se produisent fournissent des informations importantes sur le matériau de l’échantillon. La thermogravimétrie est souvent utilisée pour étudier comment ces facteurs affecteront la stabilité et la durée de vie d’un produit. L’analyse de la réaction d’un échantillon au changement thermique peut également être utilisée en médecine légale pour aider à identifier des matériaux inconnus.
Le comportement des matériaux apparentés à haute température sous une atmosphère sélectionnée est une considération importante dans la conception et le développement de produits. La thermogravimétrie peut également être utilisée pour établir les caractéristiques d’un matériau en vue d’une identification ultérieure ou d’un contrôle qualité. En choisissant soigneusement la température et l’atmosphère, les échantillons de matériaux peuvent être décomposés sélectivement en composants constitutifs. Cette méthode est souvent utilisée dans l’étude des polymères, de grosses molécules composées de parties répétitives.