Tipy a triky
Stanovení oxidační stability tuků a olejů
Vnější vlivy, jako je UV záření (světlo), teplota, atmosférický kyslík, mechanické zatížení nebo chemické/biologické prostředí, 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 období, tj. časový úsek před nástupem termooxidačního rozkladu (degradace řetězce, technické selhání). Důležitým ukazatelem oxidační stability olejů, tuků, maziv, paliv nebo plastů je oxidační indukční teplota nebo oxidační indukční doba (O.I.T.), kterou lze stanovit pomocí DSC ve standardizovaných postupech.
V praxi se používají dvě různé metody: dynamické a izotermické zkoušky O.I.T. Při dynamické technice se vzorek zahřívá při definované konstantní rychlosti zahřívání za oxidačních podmínek, dokud nezačne probíhat reakce. Odpovídající teplota oxidační indukce je stejná jako extrapolovaná teplota počátku 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 O.I.T. se zkoumané materiály nejprve zahřívají pod ochranným plynem, poté se několik minut udržují při konstantní teplotě pod ochranným plynem, aby se vytvořila 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 D 3895 (polyethylen), DIN EN 728 (plastové potrubí), ISO 11357-6 (plasty) a ASTM D 525 (letecké palivo) - uvádí doporučení pro přípravu vzorku a správný výběr podmínek měření.
Oxidační zkoušky mazacích olejů a plastických maziv se obvykle provádějí pomocí vysokotlakého přístroje DSC (viz obr. 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 "povrchově citlivé". To znamená, že zkoumaný olej nebo tuk by měl mít v ideálním případě hladký, stejnoměrný povrch, aby byla zajištěna vysoká reprodukovatelnost výsledků zkoušky. Velmi vhodné pro takové zkoušky jsou kelímky SFI (SFI znamená Solid Fat Index, viz schéma na obrázku 3), doporučené v normě ASTM D 5483 pro mazací tuky a ASTM D 6186 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 - obrázek 4).
V kelímcích s plochým dnem dochází při vyšších teplotách často k pronikání olejů a tuků do okrajových zón. Účinný povrch vzorku, který může interagovat s okolní atmosférou, se tak zmenšuje. To ovlivňuje výsledek O.I.T. (viz obrázek 5). Pokud se analýza provádí v otevřeném standardním hliníkovém kelímku (modrá křivka), činí doba O.I.T. (extrapolovaný nástup) 64,6 min. Oproti tomu při analýze v kelímku SFI (zelená křivka) se doba O.I.T. výrazně zkrátí (na 46,4 min) díky většímu efektivnímu povrchu.
