نصائح وحيل
تحديد زمن تحريض الأكسدة أو درجة حرارة الأكسدة: OIT و OOT
تؤدي المؤثرات الخارجية مثل الأشعة فوق البنفسجية (الضوء)، ودرجة الحرارة، والأكسجين الجوي، والأحمال الجوية (مثل الشوائب) أو الوسائط الكيميائية/البيولوجية إلى تقادم المواد العضوية قبل الأوان، مما قد يؤثر بشكل كبير على خصائص استخدامها أو قد يؤدي إلى فشل الأجزاء التي تستخدم فيها كمكون.
السبب الأكثر شيوعًا للتقادم الكيميائي (على سبيل المثال تدهور السلسلة) هو الأكسدة، مما يجعل ثبات الأكسدة معيارًا مهمًا للتطبيقات مع الزيوت أو الدهون أو مواد التشحيم أو الوقود أو البلاستيك. يمكن تحديد ثبات الأكسدة من خلال درجة حرارة تحريض الأكسدة/زمن تحريض الأكسدة (OIT) عن طريق قياس المسعر بالمسح التفاضلي (DSC) في إجراءات موحدة.
في الممارسة العملية، تُستخدم طريقتان مختلفتان: اختبارات OIT الديناميكية والمتساوية الحرارة. في التقنية الديناميكية، يتم تسخين العينة بمعدل تسخين ثابت محدد في ظل ظروف الأكسدة حتى يبدأ التفاعل. ودرجة حرارة تحريض الأكسدة OIT (وتسمى أيضًا درجة حرارة بدء الأكسدة OOT) هي نفس درجة حرارة البداية الاستقرائية لتأثير DSC الخارجي الحراري الذي يحدث. في اختبارات IOT المتساوية الحرارة، يتم أولاً تسخين المواد المراد فحصها تحت غاز واقٍ، ثم يتم الاحتفاظ بها عند درجة حرارة ثابتة لعدة دقائق لتأسيس توازن ثم يتم تعريضها بعد ذلك لجو من الأكسجين أو الهواء. ويطلق على الفترة الزمنية من أول تلامس مع الأكسجين حتى بداية الأكسدة اسم زمن الأكسدة الاستقرائي OIT.
يتم وصف إجراءات إعداد القياسات وتنفيذها وتقييمها بالتفصيل في المعايير الوطنية والدولية مثل ASTM D3895 (البولي إيثيلين) أو DIN EN 728 (الأنابيب البلاستيكية) أو ISO 11357-6 (البلاستيك). بشكل عام، يتم استخدام البوتقات المفتوحة أو البوتقات ذات الثقوب المتعددة في الأغطية. بالنسبة للبولي أوليفينات المتعددة مثل البولي إيثيلين أو البولي بروبيلين، يسمح وقت أطول للتفتيش البولي إيثيلين باستنتاج أن استقرار الأكسدة أفضل وبالتالي عمر أطول.
تحديد مدى ثبات الأكسدة في الدهون والزيوت
عادةً ما يتم إجراء اختبارات الأكسدة على زيوت التشحيم والشحوم باستخدام جهاز DSC عالي الضغط. 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 استقرار الأكسدة "حساس للسطح". وهذا يعني أن طبقة الزيت أو الشحوم التي سيتم فحصها يجب أن تظهر بشكل مثالي سطحًا أملسًا وموحدًا لضمان قابلية عالية لتكرار نتائج الاختبار. تعتبر بوتقات SFI (SFI تعني مؤشر الدهون الصلبة؛ انظر الرسم البياني أدناه) مناسبة جدًا لمثل هذه الفحوصات، على النحو الموصى 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).
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). 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.
