Phương pháp đánh giá độ bền nhiệt của vật liệu polyolefin: chu kỳ cảm ứng oxy hóa

- Apr 28, 2021-

Vật liệu polyme phản ứng với oxy trong không khí để gây ra sự phân hủy hoặc liên kết ngang của polyme, được gọi là lão hóa oxy hóa. Khi vật liệu polyme phản ứng với oxy, có một giai đoạn cảm ứng của quá trình hít thở oxy. Khi giai đoạn cảm ứng đã qua, nó sẽ chuyển sang giai đoạn oxy hóa tự động tăng tốc. Vật liệu polyme có dễ bị oxy hóa hay không trước hết phụ thuộc vào việc nó có dễ hấp thụ oxy hay không. Nói chung, polyme mạch cacbon dễ bị lão hóa oxy hóa và trở nên không ổn định. Vật liệu polyolefin là vật liệu polyme mạch cacbon điển hình. Vật liệu polyolefin thường được sử dụng làm lớp vỏ bọc và lớp cách điện của cáp quang và cáp. Vì vậy cần phải quan tâm đến tính ổn định của nó trong quá trình sử dụng thực tế. Hiện nay, chỉ số phổ biến để đánh giá độ ổn định của vật liệu polyolefin trong công nghiệp là chu kỳ cảm ứng oxy hóa (OIT).

Giai đoạn cảm ứng oxy hóa (OIT) là thời gian mà phản ứng oxy hóa tự xúc tác của mẫu thử bắt đầu xảy ra trong điều kiện oxy hóa ở nhiệt độ cao (chẳng hạn như 200 độ). Nó là thông số để đánh giá mức độ ổn định của vật liệu hay còn gọi là thời gian cảm ứng quá trình oxy hóa. Nói chung, nhiệt lượng quét vi sai (DSC) có thể được sử dụng để đo đơn giản và nhanh chóng. Các phương pháp đo lường và đánh giá cụ thể như sau: mẫu và đối chứng được làm nóng với tốc độ không đổi trong môi trường trơ (nitơ), và khi đạt đến nhiệt độ quy định (thường là 200 độ), chúng được chuyển sang oxy hoặc không khí ở cùng tốc độ dòng chảy. Sau đó, mẫu được giữ ở nhiệt độ không đổi này cho đến khi phản ứng oxy hóa được hiển thị trên đường cong phân tích nhiệt. Thời gian cảm ứng quá trình oxy hóa là khoảng thời gian từ khi bắt đầu có oxy hoặc không khí đến khi bắt đầu phản ứng oxy hóa, như trong hình.

1619594037(1)

Có các phương pháp tiêu chuẩn để kiểm tra chu kỳ cảm ứng oxy hóa và chu kỳ cảm ứng oxy hóa của vật liệu polyolefin. Thử nghiệm theo phương pháp tiêu chuẩn như vậy thường yêu cầu chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng của nó. Các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu ảnh hưởng đến kết quả của giai đoạn cảm ứng oxy hóa như sau, và ảnh hưởng của các yếu tố này cần được chú ý khi thử nghiệm và phân tích kết quả.

1) Tính không đồng nhất của các mẫu. Vật liệu polyme nói chung là vật liệu pha trộn đã được sửa đổi và xử lý. Các thành phần vi lượng bên trong, đặc biệt là các chất chống oxy hóa đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa dễ bị phân bố không đồng đều, trong khi khối lượng lấy mẫu DSC nhiều hơn, do đó dễ xảy ra tình trạng lấy mẫu không đồng đều. Nên lấy thêm một vài phần để kiểm tra trong thử nghiệm thực tế và phân tích kết quả một cách toàn diện.

2) Nhiệt độ oxi hóa thường khác khi các điều kiện khác không đổi. Thời gian cảm ứng quá trình oxy hóa là khác nhau. Nhiệt độ càng cao, thời gian cảm ứng quá trình oxy hóa càng ngắn. Do đó, nhiệt độ cần được thỏa thuận trước khi đánh giá vật liệu. Nhiệt độ thường được sử dụng hơn cho vật liệu polyolefin là 200 độ

3) Độ tinh khiết và lưu lượng khí. Nitơ được dùng làm khí bảo vệ trước quá trình oxy hóa. Vì vậy, nếu nitơ không tinh khiết và trộn với oxy sẽ ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Ngoài ra, trong quá trình oxy hóa, oxy là thành phần hoạt động oxy hóa chính nên sự chênh lệch về lưu lượng oxy cũng sẽ ảnh hưởng đến kết quả. Khoảng thời gian cảm ứng quá trình oxy hóa thường được sử dụng để đánh giá tính ổn định và tính năng chống oxy hóa của vật liệu. Về chu kỳ cảm ứng oxy hóa của polyolefin, có nhiều tiêu chuẩn có thể được tuân theo. Các chỉ số chính để xác định độ bền nhiệt là thời gian cảm ứng quá trình oxy hóa và tốc độ duy trì thời gian cảm ứng oxy hóa sau một điều kiện nhất định. Về loại vật liệu nào cần đáp ứng các yêu cầu phán đoán nào, một số tiêu chuẩn ngành hoặc tiêu chuẩn công ty có các yêu cầu đánh giá, và các vật liệu không đáp ứng các tiêu chuẩn này cần được đưa ra các giá trị phán đoán tùy theo việc sử dụng sản phẩm trong quá trình thiết kế sản phẩm.

Ngoài việc xác định độ ổn định của vật liệu ở trên, chu kỳ cảm ứng ôxy hóa cũng có thể được biểu thị tuyến tính bằng cách giảm chu kỳ cảm ứng ôxy hóa khi nhiệt độ tăng lên, và sau đó công thức được phù hợp để ngoại suy tuổi thọ ôxy hóa nhiệt tại hoạt động nhiệt độ. Do đó, đây cũng là một phương pháp dự đoán thời gian sống của quá trình oxy hóa nhiệt. Trong quá trình đánh giá thực tế, cần lập phương án theo đặc điểm của sản phẩm riêng.

Cần thực hiện kiểm tra chu kỳ cảm ứng ôxy hóa Máy quét nhiệt lượng vi sai để thực hiện. Chào mừng bạn đến xem danh sách sản phẩm của chúng tôi để biết chi tiết

1619594393(1)