Úvod
Vnější vlivy, jako je UV záření (světlo), teplota, atmosférický kyslík nebo chemická/biologická média, vedou k předčasnému stárnutí materiálů, což má za následek změnu jejich chemických a fyzikálních vlastností. Vhodné inhibitory stárnutí (stabilizátory) zpomalují proces stárnutí a prodlužují indukční dobu, tj. časové rozpětí předcházející nástupu termooxidačního rozkladu (degradace řetězce, technické selhání).
Důležitým ukazatelem oxidační stability olejů, tuků, maziv, paliv nebo plastů je oxidačně-indukční teplota nebo oxidačně-indukční doba (Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu.OIT), kterou lze stanovit pomocí DSC ve standardizovaných postupech.
V praxi se používají dvě různé metody: dynamické a izotermické zkoušky Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu.OIT. Při dynamické technice se vzorek zahřívá při definované konstantní rychlosti zahřívání za oxidačních podmínek, dokud nezačne probíhat reakce. Odpovídající teplota oxidační indukce (nazývaná také teplota nástupu OxidaceOxidace může v rámci termické analýzy popisovat různé procesy.oxidace, Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. OOT) je stejná jako extrapolovaná teplota nástupu ExotermickéPřechod vzorku nebo reakce je exotermická, pokud při ní vzniká teplo.exotermického efektu DSC, ke kterému dochází. Při IzotermickýZkoušky při kontrolované a konstantní teplotě se nazývají izotermické.izotermických zkouškách Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu.OIT se zkoumané materiály nejprve zahřívají pod ochranným plynem, poté se několik minut udržují při konstantní teplotě pod ochranným plynem, aby se ustavila rovnováha, a následně se vystaví atmosféře kyslíku nebo vzduchu. Časový úsek od prvního kontaktu s kyslíkem do začátku OxidaceOxidace může v rámci termické analýzy popisovat různé procesy.oxidace se nazývá Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. doba oxidační indukce. Je znázorněna na obrázku 1.
Mnoho národních a mezinárodních norem - například ASTM D3895 (polyethylen), DIN EN728 (plastové potrubí), ISO 11357-6 (plasty) a ASTM D525 (letecké palivo) - uvádí doporučení pro přípravu vzorků a správnou volbu podmínek měření.
Oxidační zkoušky mazacích olejů a plastických maziv
Oxidační zkoušky mazacích olejů a plastických maziv se obvykle provádějí pomocí vysokotlakého přístroje DSC (viz obrázek 2). Ve snaze zabránit odpařování vzorku se vytváří protitlak - obvykle 35 barů. Při oxidačních reakcích však kyslík neslouží pouze k vytváření tlaku, ale také jako reakční partner. Z tohoto důvodu musí být tlak i průtok plynu regulovány s maximální přesností.
Stanovení oxidační stability je "citlivé na povrch". To znamená, že zkoumaný olejový nebo mazací film by měl mít v ideálním případě hladký, rovnoměrný povrch, aby byla zajištěna vysoká reprodukovatelnost výsledků zkoušky. Velmi vhodné pro taková zkoumání jsou kelímky SFI (SFI znamená Solid Fat Index, viz schéma na obrázku 3), doporučené v normě ASTM D5483 pro mazací tuky a ASTM D6186 pro mazací oleje.
Příkladem mohou být hliníkové kelímky ve tvaru pánve o vnějším průměru 6,7 mm a objemu 85 μl, které lze tvarovat pomocí těsnicího nástroje (zabudovaného do standardního kelímkového lisu - viz obrázek 4).
V kelímcích s plochým dnem se oleje a tuky při vyšších teplotách často dostávají do okrajových zón. Účinný povrch vzorku, který může interagovat s okolní atmosférou, se tak zmenšuje. To ovlivňuje výsledky Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu.OIT (viz obrázek 5). Při analýze v otevřeném standardním kelímku (modrá křivka) činí doba Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu.OIT (extrapolovaný nástup) 64,6 min. Pro srovnání, při analýze v kelímku SFI (zelená křivka) se Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu.OIT značně zkrátí (na 46,4 min) v důsledku většího efektivního povrchu.
Souhrn
Pomocí testů DSC-Doba oxidační indukce (OIT) a teplota nástupu oxidace (OOT)Oxidační indukční čas (izotermický OIT) je relativní míra odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu. Teplota oxidační indukce (dynamická OIT) nebo teplota nástupu oxidace (OOT) je relativní mírou odolnosti (stabilizovaného) materiálu vůči oxidačnímu rozkladu.OIT lze vyvodit srovnávací závěry o stabilitě materiálů ve srovnání s termooxidačními útoky. Pro zkoumání mazacích olejů a plastických maziv se ideálně hodí vysokotlaký přístroj NETZSCH DSC 204 v kombinaci s kelímky SFI.