Tiempo de inducción oxidativa (OIT)
Las mediciones del Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.tiempo de inducción oxidativa (Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.OIT) permiten caracterizar la estabilidad a largo plazo de hidrocarburos como aceites, grasas, pero también de plásticos como las poliolefinas, en particular el polipropileno y el polietileno.
Para determinar la estabilidad oxidativa, se utilizan métodos de ensayo normalizados mediante DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido). Estas pruebas pueden realizarse fácilmente y proporcionan información fiable sobre la estabilidad de, por ejemplo, un revestimiento de polietileno. Se puede predecir el comportamiento termo-oxidativo de un material y prevenir fallos.
Los ensayos Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.OIT mediante DSC están reconocidos internacionalmente. Algunas normas bien establecidas son, por ejemplo, ASTM D3895-92, ASTM D6186, EN 728 e ISO 11357-6.
Los sistemas DSC para la determinación de la Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.OIT son el DSC 204 F1 Phoenix®, DSC 200 F3 Maia y DSC 404 F1 /F3 Pegasus®.
Método
Las muestras se calientan bajo un gas protector hasta una temperatura superior a su Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).punto de fusión. A una temperatura constante, la atmósfera de la muestra pasa de inerte a oxidativa. El tiempo que transcurre hasta que comienza la OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación exotérmica de la muestra se denomina Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.OIT.
Condiciones de medición de la OIT para todos los ejemplos presentados
- Material del crisol: aluminio, abierto
- Atmósfera: O2 / N2
- Velocidad del gas de purga 50 ml/min
- Temperatura IsotérmicoLos ensayos a temperatura controlada y constante se denominan isotérmicos.isotérmica: 210°C, 190°C
Pruebas OIT en muestras de PE-HD de distinto grado
Sólo se determinaron diferencias muy small en el comportamiento de fusión (entalpía de fusión y temperatura de pico) de dos muestras de PE-HD que diferían en grado (figura 2a). Sin embargo, se observan claras diferencias entre las dos muestras en la OIT. La muestra Grado 1 es estable 43 min antes de que comience la OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación (figura 2b). La muestra Grado 2 presenta una estabilidad mucho menor; la OIT se alcanza a los 23 min.
Este ejemplo ya demuestra que se puede obtener información más detallada de las curvas DSC simplemente variando el programa de temperatura.
PP T20 de diferentes productores
Se investigaron dos muestras de polipropileno altamente resistente al calor procedentes de distintos productores en relación con su estabilidad oxidativa. Una vez más, el comportamiento de fusión de los dos materiales es casi idéntico. Sólo las pruebas OIT revelan la diferencia. La estabilidad oxidativa de la muestra "Productor A" se determina a los 15 min, mientras que la segunda muestra "Productor B" muestra una estabilidad muy elevada. En este caso, la degradación comienza después de 122 min (figura 3).
Resultados de las pruebas OIT en granulado de PE, tubo extruido y tubo envejecido
Se investigaron los materiales PE-HD, PE-RT Tipo 1 y PE-RT Tipo 2, cada uno de ellos como granulado, tubo extruido y tubo envejecido. Todos fueron sometidos a un tratamiento de cambio de temperatura. En las figuras 4a, 4b y 5a, 5b se representan el comportamiento de fusión y el comportamiento en atmósfera oxidante de las series de muestras PE-HD y PE-RT Tipo 1.
Además, la figura 5b demuestra que, en ocasiones, la OIT no puede evaluarse debido a una estabilidad oxidativa muy baja. Cuando se cambia la atmósfera de nitrógeno a oxígeno, el material envejecido (curva azul) comienza a degradarse con un retraso de tiempo insignificante. En casos como éste, un programa dinámico de temperatura es útil para mostrar las diferencias de materiales aparentemente iguales.
Programa dinámico de temperatura para la determinación de la estabilidad oxidativa del granulado de PE, el tuboextruido y el tubo envejecido
Si las muestras a comparar son muy diferentes en cuanto a su resistencia al oxígeno, no será posible presentar una comparación a una temperatura IsotérmicoLos ensayos a temperatura controlada y constante se denominan isotérmicos.isotérmica idéntica. La figura 6 muestra un programa de temperatura alternativo que garantiza que las muestras estén totalmente fundidas y permite un cambio de atmósfera a una temperatura a la que la muestra más reactiva no reacciona inmediatamente después del cambio de gas (véase la figura 6).
El comportamiento de fusión y el comportamiento de OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación de la serie de muestras PE-RT Tipo 2 se presentan en las figuras 7a y 7b. La temperatura IsotérmicoLos ensayos a temperatura controlada y constante se denominan isotérmicos.isotérmica no puede seleccionarse por debajo de 180°C, ya que uno de los componentes funde aproximadamente a 180°C. Ahora se pueden distinguir significativamente comportamientos de OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación muy diferentes utilizando un programa dinámico de temperatura
Análisis de fallos de piezas de TPE mediante OIT dinámica, la denominada OOT (Oxidative Onset Temperature)
En ASTM E2009-08, la temperatura de inicio oxidativo se describe como una medida relativa del grado de estabilidad oxidativa del material evaluado a una velocidad de calentamiento y un entorno oxidativo determinados, por ejemplo, oxígeno; cuanto mayor sea el valor Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.OOT, más estable es el material.
El Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.OOT puede utilizarse con fines comparativos; no es una técnica de medición absoluta como el Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.tiempo de inducción oxidativa (OIT) a temperatura constante (ASTM E1858). La presencia o eficacia de los antioxidantes puede determinarse mediante este método de ensayo.
Las mediciones DSC se llevaron a cabo en dos piezas de TPE (mala y buena) con una masa de muestra de aproximadamente 14 mg. Para las mediciones se eligieron crisoles de aluminio cerrados con tapa perforada y atmósfera de N2. La velocidad de calentamiento fue de 10 K/min (figura 8). A 210°C, la atmósfera se cambió a oxígeno y la velocidad de calentamiento se redujo a 5 K/min (figura 9).
Durante elprimer calentamiento, la muestra buena (curva azul) y la mala (curva verde) muestran el mismo comportamiento térmico. Las temperaturas de transición vítrea y de pico, pero también la entalpía de fusión son casi idénticas (figura 8). Sin embargo, tras cambiar la atmósfera pero seguir aumentando la temperatura, las curvas DSC muestran diferencias que pueden apreciarse en un comportamiento de OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación divergente de las dos muestras (figura 9). La Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.temperatura de inicio de la oxidación (Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.OOT) de la muestra pobre (curva verde) se determina a 229°C mientras que la de la parte buena sólo se produce por encima de 241°C.
Influencia de los crisoles en el tiempo de inducción oxidativa
El Tiempo de inducción oxidativa (OIT) y temperatura de inicio de la oxidación (OOT)El tiempo de inducción oxidativa (OIT isotérmico) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa. La temperatura de inducción oxidativa (OIT dinámica) o temperatura de inicio de la oxidación (OOT) es una medida relativa de la resistencia de un material (estabilizado) a la descomposición oxidativa.tiempo de inducción oxidativa (OIT) puede determinarse en crisoles estándar de aluminio o de cobre abiertos de acuerdo con la norma ASTM D3895.
Este gráfico representa una medición del OIT en HDPE realizada en un crisol abierto de cobre (rojo) y Al (negro), respectivamente (figura 10). Puede verse claramente que, en condiciones isotérmicas, la OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación del HDPE comienza aproximadamente 23 minutos antes en el crisol de cobre que en el de Al.
Además de los crisoles de cobre, se dispone de crisoles de aluminio cuyo fondo puede moldearse con el juego de herramientas de estampación de la prensa de sellado (figura 11). Estos crisoles están especialmente diseñados para la determinación de la OIT de lubricantes y grasas según ASTM D5483-5.
