Czas indukcji utleniania

Wiele związków organicznych ma tendencję do ulegania reakcji utleniania w obecności tlenu, nawet w niskich temperaturach. Jednak niektóre klasy substancji, poddane działaniu warunków izotermicznych, wykazują okres indukcji, podczas którego nie zachodzi reakcja z tlenem. Okres ten nazywany jest czasem indukcji utleniania lub czasem indukcji utleniania (OIT). Po tym okresie reakcja z tlenem zachodzi w coraz szybszym tempie.

Klasy substancji, które wykazują tę właściwość to:

• Poliolefiny (głównie polietylen i polipropylen)
• Smary i oleje smarowe
• Oleje i tłuszcze jadalne

OIT jest często stosowany do badania stabilności powyższych materiałów w rozwoju procesu i kontroli jakości. Test służy do oceny poziomu stabilizacji materiału poprzez określenie czasu do początku rozkładu oksydacyjnego. Pomiar jest przeprowadzany w atmosferze tlenu w temperaturze, która jest wystarczająco wysoka, aby zapewnić rozpoczęcie rozkładu w rozsądnym czasie. OIT jest wykonywany w przyspieszonych warunkach, aby skrócić czas trwania pomiaru w celu zapewnienia praktycznej wykonalności.

Temperatura początku utleniania lub OOT to temperatura, w której obserwuje się początek utleniania próbki. Podobnie jak OIT, OOT jest również względną miarą stabilności badanego materiału w kierunku utleniania. Im wyższa OOT, tym bardziej stabilny materiał.

OIT to czas od początkowej ekspozycji na tlen do początku rozkładu egzotermicznego w temperaturze izotermicznej testu. Daje on względną miarę stabilności badanego materiału na utlenianie. Im dłuższy OIT, tym bardziej stabilny materiał. Jak pokazano na wykresie, OIT to czas od początkowej ekspozycji na tlen (t₀) do początku utleniania (t_onset).

OOT lub temperatura początku utleniania to temperatura początku rozkładu egzotermicznego mierzona przy określonej szybkości ogrzewania w środowisku utleniającym. Test OOT jest testem dynamicznym i jest mierzony przy określonej szybkości ogrzewania w obecności powietrza lub czystego tlenu. Próbka jest ogrzewana w module DSC w otwartym tyglu z preferowaną szybkością ogrzewania 10 K/min do momentu rozpoczęcia egzotermicznej reakcji utleniania. Pokazuje to nagły wzrost przepływu ciepła na wykresie po prawej stronie. Ocena początku krzywej daje wartość OOT.

System HP DSC można łatwo rozbudować do systemu chemiluminescencji HP DSC.

Chemiluminescencja to promieniowanie świetlne generowane podczas utleniania niektórych materiałów. Urządzenie jednocześnie wykrywa emisję światła i przepływ ciepła z próbki poddanej precyzyjnie kontrolowanemu ciśnieniu gazu w określonej temperaturze.

W tym przykładzie oznaczania OIT oleju silnikowego, krzywa pomiarowa DSC wykazuje silny efekt egzotermiczny po około 66 minutach, co odpowiada początkowi utleniania oleju.

Początek utleniania jest również widoczny na krzywej pomiaru chemiluminescencji. Intensywność chemiluminescencji najpierw stopniowo maleje z powodu oksydacyjnej degradacji stabilizatorów, a następnie nagle wzrasta, gdy olej wykazuje utlenianie.

Standard lub norma zapewnia naukowo opracowaną metodę testową, która jest akceptowana na całym świecie. Stosowanie tych metod zapewnia jednolitość procedur testowych, a także podstawę do porównywania wyników międzylaboratoryjnych. Przyjęcie standardowej metody minimalizuje pracę związaną z walidacją metody, która jest warunkiem wstępnym zatwierdzenia zapewnienia jakości. Analiza OIT w warunkach otoczenia i w warunkach wysokiego ciśnienia ma dedykowane międzynarodowe metody standardowe, takie jak ASTM, EN, ISO i CEC. Jednak w przypadku OOT do chwili obecnej dostępna jest jedna standardowa metoda ASTM. Lista standardowych norm związanych z analizą termiczną znajduje się w linku poniżej.

Na wyniki OIT mają wpływ współczynniki kalibracji urządzenia. Dlatego ważne jest, aby urządzenie było prawidłowo skalibrowane, w przeciwnym razie konieczna jest regulacja temperatury. Certyfikowane substancje referencyjne dostępne w LGC i NIST są wykorzystywane do rutynowych procedur kalibracji i regulacji.

Analiza OIT jest przeprowadzana w warunkach izotermicznych w wybranej temperaturze. Dlatego ważna jest regulacja temperatury dla takich warunków izotermicznych. W tym celu stosuje się substancję referencyjną dla jednej określonej temperatury zamiast zakresu temperatur.

OprogramowanieSTAR^e zawiera gotowe do użycia metody szybkiego sprawdzania stanu urządzenia oraz dedykowane metody kalibracji i regulacji dla pojedynczej lub kombinacji różnych substancji referencyjnych. Wybór substancji odniesienia zależy od zakresu temperatur roboczych użytkownika.

1. Przed rozpoczęciem eksperymentu należy odczekać, aż urządzenie się ustabilizuje.
2. W przypadku raportowania proszę nie brać pod uwagę pierwszego pomiaru po włączeniu urządzenia.
3. Proszę sprawdzić kalibrację urządzenia przed wykonaniem eksperymentów. W przypadku eksperymentów OIT ważna jest odpowiednia regulacja temperatury.
4. Utrzymywać jednolitą ilość próbki w wielu pomiarach.
5. Rozłożyć próbkę równomiernie na dnie tygla. W przypadku próbek ciekłych należy upewnić się, że pokrywają one dolną krawędź tygla.
6. Próbkę należy mierzyć w otwartej szalce lub częściowo zamkniętej pokrywką z pięcioma otworami o średnicy 1 mm, aby zapobiec wydostawaniu się produktów utleniania.
7. Biorąc pod uwagę warunki praktyczne, należy zmienić temperaturę pomiaru, aby uzyskać wyniki OIT w granicach limitów.
8. Jeśli próbka lub jej produkty utleniania rozleją się na czujnik podczas pomiarów, przed przystąpieniem do następnej próbki należy wykonać cykl wypalania w celu oczyszczenia czujnika.