نصائح وحيل
تحديد مدى ثبات الأكسدة في الدهون والزيوت
تؤدي التأثيرات الخارجية مثل الأشعة فوق البنفسجية (الضوء)، ودرجة الحرارة، والأكسجين الجوي، والحمل الميكانيكي أو الوسائط الكيميائية/البيولوجية إلى الشيخوخة المبكرة في المواد، مما يؤدي إلى تغير في خواصها الكيميائية والفيزيائية.
تعمل مثبطات التقادم المناسبة (المثبتات) على إبطاء عملية التقادم وإطالة فترة الحث على الأكسدة، أي الفترة الزمنية التي تسبق بداية التحلل التأكسدي الحراري (تدهور السلسلة، الفشل التقني). من المؤشرات المهمة لاستقرار أكسدة الزيوت أو الدهون أو مواد التشحيم أو الوقود أو البلاستيك هو درجة حرارة تحريض الأكسدة أو زمن تحريض الأكسدة (O.I.T.)، والتي يمكن تحديدها عن طريق DSC في إجراءات موحدة.
في الممارسة العملية، يتم استخدام طريقتين مختلفتين: اختبارات O.I.T. الديناميكية والمتساوية الحرارة. في التقنية الديناميكية، يتم تسخين العينة بمعدل تسخين ثابت محدد تحت ظروف مؤكسدة حتى يبدأ التفاعل. وتكون درجة حرارة تحريض الأكسدة المقابلة هي نفس درجة حرارة البداية الاستقرائية لتأثير DSC المتساوي الحرارة الذي يحدث في حالة الأكسدة الخارجية.
في اختبارات O.I.T. المتساوية الحرارة، يتم أولاً تسخين المواد المراد فحصها تحت غاز واقٍ، ثم تُحفظ في درجة حرارة ثابتة لعدة دقائق دون غاز واقٍ لتحقيق التوازن، ثم تُعرض بعد ذلك إلى جو من الأكسجين أو الهواء. ويطلق على الفترة الزمنية من أول تلامس مع الأكسجين حتى بداية الأكسدة اسم زمن تحريض الأكسدة. وهذا موضح في الشكل 1.
تقدم العديد من المواصفات القياسية الوطنية والدولية - مثل ASTM D 3895 (البولي إيثيلين)، وDIN EN 728 (خطوط الأنابيب البلاستيكية)، وISO 11357-6 (البلاستيك) وASTM D 525 (وقود الطائرات) - توصيات لإعداد العينة والاختيار المناسب لظروف القياس.
عادةً ما يتم إجراء اختبارات الأكسدة على زيوت التشحيم والشحوم باستخدام جهاز DSC عالي الضغط (انظر الشكل 2). يتم توليد ضغط خلفي - 35 بار بشكل عام - في محاولة لمنع تبخر العينة. ومع ذلك، في تفاعلات الأكسدة، لا يعمل الأكسجين في تفاعلات الأكسدة على توليد الضغط فحسب، بل يعمل أيضًا كشريك في التفاعل. ولهذا السبب، يجب تنظيم كل من الضغط وتدفق الغاز بأقصى درجات الدقة.
تحديد ثبات الأكسدة "حساس للسطح". وهذا يعني أن الزيت أو الشحوم التي سيتم فحصها يجب أن تظهر سطحًا أملسًا وموحدًا بشكل مثالي لضمان قابلية عالية لتكرار نتائج الاختبار. تعتبر بوتقات SFI (SFI تعني مؤشر الدهون الصلبة؛ انظر الرسم البياني في الشكل 3)، كما هو موصى به في ASTM D 5483 لشحوم التشحيم و ASTM D 6186 لزيوت التشحيم.
ومن الأمثلة على ذلك بوتقات الألومنيوم على شكل مقلاة بقطر خارجي يبلغ 6.7 مم وحجم 85 ميكرولتر يمكن تشكيلها بأداة ختم (مدمجة في مكبس بوتقة قياسي - الشكل 4).
في البوتقات ذات القاع المسطح، غالبًا ما تتسلل الزيوت والشحوم إلى مناطق الحواف عند درجات حرارة أعلى. وبالتالي يقل حجم السطح الفعال للعينة الذي يمكن أن يتفاعل مع الغلاف الجوي المحيط. وهذا يؤثر على نتيجة O.I.T. (انظر الشكل 5). عندما يتم إجراء التحليل في بوتقة ألومنيوم قياسية مفتوحة (المنحنى الأزرق)، يصل زمن O.I.T. (البداية المستنبطة) إلى 64.6 دقيقة. وبالمقارنة، عندما يتم التحليل في بوتقة SFI (المنحنى الأخضر)، يتم تقصير وقت التشغيل التجريبي بشكل كبير (إلى 46.4 دقيقة) بسبب السطح الفعال الأكبر.
