Vinkkejä ja niksejä
Hapettumisen induktioajan tai -lämpötilan määrittäminen: OIT ja OOT
Ulkoiset vaikutukset, kuten UV-säteily (valo), lämpötila, ilmakehän happi, ilmakehän kuormitus (esim. epäpuhtaudet) tai kemialliset/biologiset aineet, johtavat orgaanisten materiaalien ennenaikaiseen vanhenemiseen, mikä saattaa vaikuttaa merkittävästi niiden käyttöominaisuuksiin tai jopa johtaa niiden osien vikaantumiseen, joissa niitä käytetään komponentteina.
Yleisin syy kemialliseen vanhenemiseen (esim. ketjujen hajoamiseen) on HapettuminenHapettumisella voidaan kuvata erilaisia prosesseja lämpöanalyysin yhteydessä.hapettuminen, minkä vuoksi hapettumisstabiliteetti on tärkeä kriteeri sovelluksissa, joissa käytetään öljyjä, rasvoja, voiteluaineita, polttoaineita tai muoveja. Hapettumisstabiliteetti voidaan määrittää hapettumisinduktiolämpötilan / hapettumisinduktioajan (Oksidatiivisen induktion aika (OIT) ja oksidatiivisen alkamislämpötila (OOT)Oksidatiivinen induktioaika (isoterminen OIT) on suhteellinen mittari, jolla mitataan (stabiloidun) materiaalin vastustuskykyä hapettuvalle hajoamiselle. Oksidatiivinen induktiolämpötila (dynaaminen OIT) tai oksidatiivinen alkamislämpötila (Oxidative-Onset Temperature, OOT) on (stabiloidun) materiaalin oksidatiivisen hajoamisen vastustuskyvyn suhteellinen mitta.OIT) avulla differentiaalipyyhkäisykalorimetrian (DSC) avulla standardoiduissa menettelyissä.
Käytännössä käytetään kahta eri menetelmää: dynaamista ja isotermistä Oksidatiivisen induktion aika (OIT) ja oksidatiivisen alkamislämpötila (OOT)Oksidatiivinen induktioaika (isoterminen OIT) on suhteellinen mittari, jolla mitataan (stabiloidun) materiaalin vastustuskykyä hapettuvalle hajoamiselle. Oksidatiivinen induktiolämpötila (dynaaminen OIT) tai oksidatiivinen alkamislämpötila (Oxidative-Onset Temperature, OOT) on (stabiloidun) materiaalin oksidatiivisen hajoamisen vastustuskyvyn suhteellinen mitta.OIT-testiä. Dynaamisessa menetelmässä näytettä kuumennetaan määritellyllä vakiolämmitysnopeudella hapettavissa olosuhteissa, kunnes reaktio alkaa. Hapettumisen induktiolämpötila Oksidatiivisen induktion aika (OIT) ja oksidatiivisen alkamislämpötila (OOT)Oksidatiivinen induktioaika (isoterminen OIT) on suhteellinen mittari, jolla mitataan (stabiloidun) materiaalin vastustuskykyä hapettuvalle hajoamiselle. Oksidatiivinen induktiolämpötila (dynaaminen OIT) tai oksidatiivinen alkamislämpötila (Oxidative-Onset Temperature, OOT) on (stabiloidun) materiaalin oksidatiivisen hajoamisen vastustuskyvyn suhteellinen mitta.OIT (jota kutsutaan myös hapettumisen alkamislämpötilaksi Oksidatiivisen induktion aika (OIT) ja oksidatiivisen alkamislämpötila (OOT)Oksidatiivinen induktioaika (isoterminen OIT) on suhteellinen mittari, jolla mitataan (stabiloidun) materiaalin vastustuskykyä hapettuvalle hajoamiselle. Oksidatiivinen induktiolämpötila (dynaaminen OIT) tai oksidatiivinen alkamislämpötila (Oxidative-Onset Temperature, OOT) on (stabiloidun) materiaalin oksidatiivisen hajoamisen vastustuskyvyn suhteellinen mitta.OOT) on sama kuin ekstrapoloitu alkamislämpötila, joka esiintyy eksotermisen DSC-vaikutuksen yhteydessä. Isotermisissä IOT-testeissä tutkittavia materiaaleja kuumennetaan ensin suojakaasun alla, sitten niitä pidetään vakiolämpötilassa useita minuutteja tasapainon aikaansaamiseksi ja sen jälkeen ne altistetaan hapen tai ilman ilmakehälle. Aikaväliä, joka kuluu ensimmäisestä kosketuksesta hapen kanssa hapettumisen alkamiseen, kutsutaan hapettumisen induktio-ajaksi Oksidatiivisen induktion aika (OIT) ja oksidatiivisen alkamislämpötila (OOT)Oksidatiivinen induktioaika (isoterminen OIT) on suhteellinen mittari, jolla mitataan (stabiloidun) materiaalin vastustuskykyä hapettuvalle hajoamiselle. Oksidatiivinen induktiolämpötila (dynaaminen OIT) tai oksidatiivinen alkamislämpötila (Oxidative-Onset Temperature, OOT) on (stabiloidun) materiaalin oksidatiivisen hajoamisen vastustuskyvyn suhteellinen mitta.OIT.
Mittausten valmistelu-, toteutus- ja arviointimenettelyt kuvataan yksityiskohtaisesti kansallisissa ja kansainvälisissä standardeissa, kuten ASTM D3895 (polyeteeni), DIN EN 728 (muoviputkistot) tai ISO 11357-6 (muovit). Yleensä käytetään joko avoimia upokkaita tai upokkaita, joiden kannessa on useita reikiä. Polyolefiinien, kuten PE:n tai PP:n, pidemmän Oksidatiivisen induktion aika (OIT) ja oksidatiivisen alkamislämpötila (OOT)Oksidatiivinen induktioaika (isoterminen OIT) on suhteellinen mittari, jolla mitataan (stabiloidun) materiaalin vastustuskykyä hapettuvalle hajoamiselle. Oksidatiivinen induktiolämpötila (dynaaminen OIT) tai oksidatiivinen alkamislämpötila (Oxidative-Onset Temperature, OOT) on (stabiloidun) materiaalin oksidatiivisen hajoamisen vastustuskyvyn suhteellinen mitta.OIT-ajan perusteella voidaan päätellä, että hapettumisstabiliteetti on parempi ja käyttöikä siten pidempi.
Rasvojen ja öljyjen hapettumiskestävyyden määrittäminen
Voiteluöljyjen ja -rasvojen hapettumistestit tehdään yleensä korkeapaine-DSC-laitteella. Näytteen haihtumisen estämiseksi luodaan vastapaine, joka on yleensä 35 baaria. Hapettumisreaktioissa happi ei kuitenkaan ole vain paineen luomisessa vaan myös reaktiokumppanina. Tästä syystä sekä painetta että kaasun virtausta on säädettävä erittäin tarkasti.
Hapettumisstabiliteetin määrittäminen on "pintaherkkää". Tämä tarkoittaa, että tutkittavassa öljy- tai rasvakalvossa on mieluiten oltava sileä ja tasainen pinta, jotta varmistetaan testitulosten hyvä toistettavuus. Tällaisiin tutkimuksiin soveltuvat erittäin hyvin SFI-astiat (SFI tarkoittaa Solid Fat Index, ks. kaavio jäljempänä), joita suositellaan ASTM D 5483 -standardissa voitelurasvoille ja ASTM D 6186 -standardissa voiteluöljyille.
Esimerkkinä tällaisista ovat pannunmuotoiset alumiiniset upokkaat, joiden ulkohalkaisija on 6,7 mm ja tilavuus 85 μl ja jotka voidaan muotoilla tiivistystyökalulla (joka on sisäänrakennettu tavalliseen upokaspuristimeen).
Tasaisella pohjalla varustetuissa upokkaissa öljyt ja rasvat ryömivät usein reunavyöhykkeille korkeammissa lämpötiloissa. Näytteen tehollinen pinta, joka voi olla vuorovaikutuksessa ympäröivän ilmakehän kanssa, pienenee näin ollen. Tämä vaikuttaa O.I.T.-tulokseen (ks. kuva). Kun analyysi tehdään avoimessa standardialumiiniupokkaassa (sininen käyrä), O.I.T.-aika (ekstrapoloitu alkamisaika) on 64,6 minuuttia. Vertailun vuoksi, kun analyysi tehdään SFI-astiassa (vihreä käyrä), O.I.T. lyhenee huomattavasti (46,4 minuuttiin) suuremman tehollisen pinnan vuoksi.
