Vrijeme indukcije oksidacije

Mnogi organski spojevi podliježu oksidacijskim reakcijama u prisutnosti kisika, čak i pri niskim temperaturama. Međutim, neke klase tvari, kada su podvrgnute izotermnim uvjetima, pokazuju razdoblje indukcije tijekom kojeg ne dolazi do reakcije s kisikom. Ovo vremensko razdoblje naziva se vrijeme indukcije oksidacije (OIT). Nakon tog razdoblja dolazi do reakcije s kisikom sve većom brzinom.

Klase tvari koje pokazuju ovo svojstvo su:

• Poliolefini (uglavnom polietilen i polipropilen)
• Mazive masti i ulja
• Jestiva ulja i masti

OIT se često koristi za proučavanje stabilnosti gore navedenih materijala u razvoju procesa i kontroli kvalitete. Test se koristi za procjenu razine stabilizacije materijala određivanjem vremena do početka oksidativne razgradnje. Mjerenje se provodi u atmosferi kisika na temperaturi koja je dovoljno visoka da osigura početak razgradnje u razumnom vremenu. OIT se izvodi pod ubrzanim uvjetima kako bi se skratilo trajanje mjerenja radi praktične izvedivosti.

Temperatura početka oksidacije ili OOT je temperatura na kojoj se opaža početak oksidacije uzorka. Slično OIT-u, OOT je također relativna mjera stabilnosti ispitivanog materijala prema oksidaciji. Što je veći OOT, to je materijal stabilniji.

OIT je vrijeme od početnog izlaganja kisiku do početka egzotermne razgradnje na izotermnoj temperaturi ispitivanja. Daje relativnu mjeru stabilnosti ispitivanog materijala prema oksidaciji. Što je duži OIT, to je materijal stabilniji. Kao što je prikazano na dijagramu, OIT je vrijeme od početnog izlaganja kisiku (t ₀ ) do početka oksidacije (t _onset ).

OOT ili temperatura početka oksidacije je temperatura na početku egzotermne razgradnje mjerena pri danoj brzini zagrijavanja u oksidativnom okruženju. OOT test je dinamički test i mjeri se pri određenoj brzini zagrijavanja u prisutnosti zraka ili čistog kisika. Uzorak se zagrijava u DSC modulu u otvorenoj posudici s poželjnom brzinom zagrijavanja od 10 K/min dok ne započne egzotermna reakcija oksidacije. To je prikazano naglim porastom protoka topline u dijagramu desno. Procjena početka u krivulji daje vrijednost OOT.

HP DSC se lako može proširiti na HP DSC kemiluminiscencijski sustav.

Kemiluminiscencija je zračenje svjetlosti koje nastaje kada neki materijali oksidiraju. Instrument istovremeno detektira emisiju svjetlosti i protok topline iz uzorka podvrgnutog precizno kontroliranom tlaku plina na određenoj temperaturi.

U ovom primjeru određivanja OIT motornog ulja, krivulja DSC mjerenja pokazuje snažan egzotermni učinak nakon otprilike 66 minuta što odgovara početku oksidacije ulja.

Početak oksidacije također je vidljiv iz mjerne krivulje kemiluminiscencije. Intenzitet kemiluminiscencije prvo postupno opada zbog oksidativne degradacije stabilizatora, a zatim naglo raste kada ulje pokaže oksidaciju.

Standard ili norma osigurava znanstveno osmišljenu metodu ispitivanja koja je globalno prihvaćena. Korištenje ovih metoda osigurava ujednačenost u postupcima ispitivanja kao i osnovu za usporedbu međulaboratorijskih rezultata. Usvajanje standardne metode minimizira rad validacije metode, što je preduvjet za odobrenje osiguranja kvalitete. OIT analiza u uvjetima okoline i u uvjetima visokog tlaka ima posebne metode međunarodnih standarda kao što su ASTM, EN, ISO i CEC. Međutim, za OOT, jedna standardna metoda iz ASTM-a dostupna je do danas. Popis standardnih normi povezanih s toplinskom analizom dan je na donjoj poveznici.

Na rezultate OIT-a utječu kalibracijski faktori instrumenta. Stoga je važno da instrument bude pravilno kalibriran, inače je potrebno podešavanje temperature. Certificirane referentne tvari dostupne od LGC i NIST koriste se za rutinske postupke kalibracije i podešavanja.

OIT analiza se provodi u izotermnim uvjetima na odabranoj temperaturi. Stoga je prilagodba temperature za takve izotermne uvjete važna. Za to se referentna tvar koristi za jednu određenu temperaturu umjesto temperaturnog raspona.

Softver S TA R ^e dolazi s metodama spremnim za korištenje za brzu provjeru statusa instrumenta i namjenskim metodama kalibracije i podešavanja za jednu ili kombinaciju različitih referentnih tvari. Izbor reference ovisit će o rasponu radne temperature korisnika.

1. Ostavite instrument da se stabilizira prije početka eksperimenta.
2. Za izvješćivanje nemojte uzimati u obzir prvo mjerenje nakon uključivanja instrumenta.
3. Prije izvođenja pokusa provjerite kalibraciju instrumenta. Za OIT pokuse važno je pravilno podešavanje temperature.
4. Održavajte ujednačenu količinu uzorka u višestrukim mjerenjima.
5. Ravnomjerno rasporedite uzorak po dnu posudice. Za tekuće uzorke, osigurajte da prekriva donji rub posudica.
6. Uzorak treba mjeriti u otvorenoj posudi ili djelomično zatvorenoj poklopcem s pet rupa od 1 mm, kako bi se spriječilo istjecanje produkata oksidacije.
7. Uzimajući u obzir praktične uvjete, promijenite mjernu temperaturu kako biste postigli rezultate OIT unutar ograničenja.
8. Ako se uzorak ili produkti njegove oksidacije proliju po senzoru tijekom mjerenja, izvedite izgaranje radi čišćenja prije nastavka sa sljedećim uzorkom.