Tempo de indução de oxidação

Muitos compostos orgânicos tendem a sofrer reações de oxidação na presença de oxigênio, mesmo em baixas temperaturas. Contudo, algumas classes de substâncias, quando submetidas a condições isotérmicas, apresentam um período de indução durante o qual não ocorre qualquer reacção com o oxigénio. Este período de tempo é denominado Tempo de Indução de Oxidação ou Tempo de Indução Oxidativa (OIT). Após este período, ocorre uma reação com o oxigênio em uma taxa crescente.

As classes de substâncias que apresentam esta propriedade são:

• Poliolefinas (principalmente polietileno e polipropileno)
• Graxas e óleos lubrificantes
• Óleos e gorduras comestíveis

OIT é frequentemente usado para estudar a estabilidade dos materiais acima no desenvolvimento de processos e controle de qualidade. O teste é usado para avaliar o nível de estabilização de um material, determinando o tempo até o início da decomposição oxidativa. A medição é realizada em atmosfera de oxigênio a uma temperatura suficientemente alta para garantir que a decomposição comece dentro de um tempo razoável. OIT é realizado sob condições aceleradas para reduzir a duração da medição para viabilidade prática.

A temperatura de início da oxidação ou OOT é a temperatura na qual o início da oxidação de uma amostra é observado. Semelhante ao OIT, o OOT também é uma medida relativa da estabilidade do material de teste à oxidação. Quanto maior o OOT, mais estável é o material.

OIT é o tempo desde a exposição inicial ao oxigênio até o início da decomposição exotérmica na temperatura isotérmica do teste. Fornece uma medida relativa da estabilidade do material de teste à oxidação. Quanto mais longo for o OIT, mais estável será o material. Conforme mostrado no diagrama, o OIT é o tempo desde a exposição inicial ao oxigênio (t ₀ ) até o início da oxidação (t _inicio ).

OOT ou Temperatura de Início de Oxidação é a temperatura no início da decomposição exotérmica medida a uma determinada taxa de aquecimento em um ambiente oxidativo. O teste OOT é um teste dinâmico e é medido a uma taxa de aquecimento especificada na presença de ar ou oxigênio puro. A amostra é aquecida em um módulo DSC em um cadinho aberto com uma taxa de aquecimento preferencial de 10 K/min até que a reação de oxidação exotérmica comece. Isto é mostrado pelo aumento repentino no fluxo de calor no diagrama à direita. A avaliação do início na curva fornece o valor de OOT.

O HP DSC pode ser facilmente expandido para um sistema de quimiluminescência HP DSC.

Quimiluminescência é a radiação de luz gerada quando alguns materiais são oxidados. O instrumento detecta simultaneamente a emissão de luz e o fluxo de calor de uma amostra submetida a uma pressão de gás controlada com precisão a uma temperatura específica.

Neste exemplo de determinação OIT de óleo de motor, a curva de medição DSC exibe um forte efeito exotérmico após cerca de 66 minutos, correspondendo ao início da oxidação do óleo.

O início da oxidação também é evidente na curva de medição de quimioluminescência. A intensidade da quimioluminescência primeiro diminui gradualmente devido à degradação oxidativa dos estabilizadores e depois aumenta repentinamente quando o óleo apresenta oxidação.

Um padrão ou norma fornece um método de teste cientificamente desenvolvido e aceito globalmente. O uso desses métodos garante uniformidade nos procedimentos de teste, bem como uma base para comparação de resultados interlaboratoriais. A adoção do método padrão minimiza o trabalho de validação do método, que é um pré-requisito para a aprovação da garantia de qualidade. A análise OIT em condições ambientais e em condições de alta pressão tem métodos de padrões internacionais dedicados, como ASTM, EN, ISO e CEC. No entanto, para OOT, um único método padrão da ASTM está disponível até o momento. Uma lista de normas padrão associadas à Análise Térmica é fornecida no link abaixo.

Os resultados da OIT são influenciados pelos fatores de calibração do instrumento. Por isso é importante que o instrumento esteja devidamente calibrado, caso contrário será necessário um ajuste de temperatura. Substâncias de referência certificadas disponíveis no LGC e NIST são usadas para procedimentos de calibração e ajuste de rotina.

A análise OIT é realizada em condições isotérmicas a uma temperatura selecionada. Portanto, o ajuste da temperatura para tais condições isotérmicas é importante. Para isso, é utilizada uma substância de referência para uma temperatura específica em vez de uma faixa de temperatura.

O software S TA R ^e vem com métodos prontos para uso para verificação rápida do status do instrumento e métodos dedicados de calibração e ajuste para uma única substância ou combinação de diferentes substâncias de referência. A escolha da referência dependerá da faixa de temperatura de trabalho do usuário.

1. Deixe o instrumento estabilizar antes de iniciar o experimento.
2. Para relatórios, não considere a primeira medição após ligar o instrumento.
3. Verifique a calibração do instrumento antes de realizar experimentos. Para experimentos OIT, o ajuste adequado da temperatura é importante.
4. Mantenha uma quantidade de amostra uniforme em múltiplas medições.
5. Espalhe a amostra uniformemente no fundo do cadinho. Para amostras líquidas, certifique-se de que cobre a borda inferior do cadinho.
6. A amostra deve ser medida em recipiente aberto ou parcialmente fechado com tampa perfurada com cinco furos de 1 mm, para evitar que produtos de oxidação escapem.
7. Considerando as condições práticas, altere a temperatura de medição para obter resultados OIT dentro dos limites.
8. Se uma amostra ou seus produtos de oxidação respingarem no sensor durante as medições, execute uma operação de queima para limpeza antes de prosseguir com a próxima amostra.