Συμβουλές & κόλπα
Προσδιορισμός της οξειδωτικής σταθερότητας λιπών και ελαίων
Εξωτερικές επιδράσεις όπως η υπεριώδης ακτινοβολία (φως), η θερμοκρασία, το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, η μηχανική φόρτιση ή τα χημικά/βιολογικά μέσα οδηγούν σε πρόωρη γήρανση των υλικών, με αποτέλεσμα την αλλαγή των χημικών και φυσικών ιδιοτήτων τους.
Οι κατάλληλοι αναστολείς γήρανσης (σταθεροποιητές) επιβραδύνουν τη διαδικασία γήρανσης και παρατείνουν την περίοδο επαγωγής, δηλαδή το χρονικό διάστημα που προηγείται της έναρξης της θερμοοξειδωτικής αποσύνθεσης (αποικοδόμηση της αλυσίδας, τεχνική αστοχία). Ένας σημαντικός δείκτης της σταθερότητας της οξείδωσης των ελαίων, λιπών, λιπαντικών, καυσίμων ή πλαστικών είναι η θερμοκρασία επαγωγής οξείδωσης ή ο χρόνος επαγωγής οξείδωσης (Oxidation Induction Time - O.I.T.), ο οποίος μπορεί να προσδιοριστεί μέσω DSC σε τυποποιημένες διαδικασίες.
Στην πράξη χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικές μέθοδοι: δυναμικές και ισοθερμικές δοκιμές O.I.T. Στη δυναμική τεχνική, το δείγμα θερμαίνεται με καθορισμένο σταθερό ρυθμό θέρμανσης υπό οξειδωτικές συνθήκες μέχρι να αρχίσει η αντίδραση. Η αντίστοιχη θερμοκρασία επαγωγής οξείδωσης είναι η ίδια με την προεκτιμώμενη θερμοκρασία έναρξης της εξώθερμης επίδρασης DSC που εμφανίζεται.
Στις ισόθερμες δοκιμές O.I.T., τα προς εξέταση υλικά θερμαίνονται πρώτα κάτω από προστατευτικό αέριο, στη συνέχεια διατηρούνται σε σταθερή θερμοκρασία για αρκετά λεπτά κάτω από προστατευτικό αέριο για να επιτευχθεί ισορροπία και στη συνέχεια εκτίθενται σε ατμόσφαιρα οξυγόνου ή αέρα. Το χρονικό διάστημα από την πρώτη επαφή με το οξυγόνο μέχρι την έναρξη της οξείδωσης ονομάζεται χρόνος επαγωγής οξείδωσης. Ο χρόνος αυτός φαίνεται στο σχήμα 1.
Πολλά εθνικά και διεθνή πρότυπα - όπως το ASTM D 3895 (πολυαιθυλένιο), το DIN EN 728 (πλαστικές σωληνώσεις), το ISO 11357-6 (πλαστικά) και το ASTM D 525 (καύσιμα αεροσκαφών) - παρέχουν συστάσεις για την προετοιμασία του δείγματος και την κατάλληλη selectιον των συνθηκών μέτρησης.
Οι δοκιμές οξείδωσης σε λιπαντικά έλαια και γράσα πραγματοποιούνται συνήθως με τη χρήση οργάνου DSC υψηλής πίεσης (βλέπε σχήμα 2). Δημιουργείται αντίθλιψη - γενικά 35 bar - σε μια προσπάθεια να αποτραπεί η εξάτμιση του δείγματος. Στις αντιδράσεις οξείδωσης, ωστόσο, το οξυγόνο δεν χρησιμεύει μόνο για τη δημιουργία πίεσης, αλλά και ως εταίρος αντίδρασης. Για το λόγο αυτό, τόσο η πίεση όσο και η ροή του αερίου πρέπει να ρυθμίζονται με απόλυτη ακρίβεια.
Ο προσδιορισμός της σταθερότητας οξείδωσης είναι "επιφανειακά ευαίσθητος". Αυτό σηµαίνει ότι το προς διερεύνηση υλικό λαδιού ή γράσου θα πρέπει ιδανικά να έχει λεία, οµοιόµορφη επιφάνεια, ώστε να εξασφαλίζεται υψηλή αναπαραγωγιµότητα των αποτελεσµάτων της δοκιµής. Για τέτοιου είδους έρευνες ενδείκνυνται πολύ καλά τα χωνευτήρια SFI (SFI σημαίνει Solid Fat Index, βλέπε διάγραμμα στο σχήμα 3), όπως συνιστάται στο ASTM D 5483 για λιπαντικά γράσα και στο ASTM D 6186 για λιπαντικά έλαια.
Ένα παράδειγμα αυτών θα ήταν τα χωνευτήρια αλουμινίου σε σχήμα ταψιού με εξωτερική διάμετρο 6,7 mm και όγκο 85 μl, τα οποία μπορούν να διαμορφωθούν με ένα εργαλείο σφράγισης (ενσωματωμένο σε μια τυπική πρέσα χωνευτηρίων - εικόνα 4).
Σε χωνευτήρια με επίπεδο πυθμένα, τα έλαια και τα γράσα συχνά σέρνονται στις ζώνες των χείλους σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Η αποτελεσματική επιφάνεια του δείγματος που μπορεί να αλληλεπιδράσει με την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα μειώνεται έτσι σε μέγεθος. Αυτό επηρεάζει το αποτέλεσμα της O.I.T. (βλέπε σχήμα 5). Όταν η ανάλυση διεξάγεται σε ανοικτό πρότυπο χωνευτήρι αλουμινίου (μπλε καμπύλη), ο χρόνος O.I.T. (προεκτεταμένη έναρξη) ανέρχεται σε 64,6 λεπτά. Συγκριτικά, όταν η ανάλυση γίνεται σε χωνευτήρι SFI (πράσινη καμπύλη), ο O.I.T. μειώνεται σημαντικά (σε 46,4 λεπτά) λόγω της αποτελεσματικής επιφάνειας larger.
