Método de evaluación de la estabilidad térmica de materiales poliolefínicos: periodo de inducción a la oxidación

Los materiales poliméricos reaccionan con el oxígeno del aire para provocar la degradación o el entrecruzamiento de los polímeros, lo que se denomina envejecimiento oxidativo. Cuando el material polimérico reacciona con el oxígeno, hay un período de inducción de inhalación de oxígeno. Una vez superado el periodo de inducción, se pasará a la etapa de oxidación autoacelerada. Que un material polimérico sea propenso a la oxidación depende en primer lugar de si es fácil de absorber oxígeno. En términos generales, los polímeros de cadena de carbono son propensos al envejecimiento oxidativo y se vuelven inestables. Los materiales de poliolefina son materiales típicos de polímeros de cadena de carbono. Los materiales de poliolefina se utilizan generalmente como capa de revestimiento y aislamiento de cables y cables ópticos. Por lo tanto, es necesario prestar atención a su estabilidad en el proceso de uso real. En la actualidad, el indicador común para evaluar la estabilidad de los materiales poliolefínicos en la industria es el período de inducción a la oxidación (OIT).

El período de inducción de oxidación (OIT) es el momento en que la reacción de oxidación autocatalítica de la muestra de prueba comienza a ocurrir en condiciones de oxidación a alta temperatura (como 200 grados). Es un parámetro para evaluar el nivel de estabilidad del material, también llamado tiempo de inducción a la oxidación. En general, la calorimetría diferencial de barrido (DSC) se puede utilizar para una medición simple y rápida. Los métodos específicos de medición y evaluación son los siguientes: la muestra y la referencia se calientan a una velocidad constante en una atmósfera inerte (nitrógeno), y cuando se alcanza la temperatura especificada (generalmente 200 grados), se cambian a oxígeno o aire en el mismo caudal. Luego, la muestra se mantiene a esta temperatura constante hasta que se muestra una reacción de oxidación en la curva de análisis térmico. El tiempo de inducción de la oxidación es el intervalo de tiempo desde el inicio del oxígeno o el aire hasta el inicio de la reacción de oxidación, como se muestra en la figura.

Existen métodos estándar para probar el período de inducción a la oxidación y el período de inducción a la oxidación de materiales poliolefínicos. Una prueba de método estándar de este tipo generalmente requiere atención a sus factores de influencia. Los factores de influencia clave que afectan los resultados del período de inducción de oxidación son los siguientes, y se debe prestar atención a la influencia de estos factores al probar y analizar los resultados.

1) Falta de homogeneidad de las muestras. Los materiales poliméricos son generalmente materiales mezclados que han sido modificados y procesados. Los componentes traza en el interior, especialmente los antioxidantes que juegan un papel importante en la oxidación, son propensos a una distribución desigual, mientras que el volumen de muestreo DSC es más Por lo tanto, es más probable que ocurra un muestreo desigual. Se recomienda tomar algunas piezas más para probar en las pruebas reales y analizar los resultados de manera integral.

2) La temperatura de oxidación suele ser diferente cuando otras condiciones permanecen sin cambios. El tiempo de inducción de la oxidación es diferente. Cuanto mayor sea la temperatura, menor será el tiempo de inducción a la oxidación. Por lo tanto, la temperatura debe acordarse de antemano al evaluar los materiales. La temperatura más comúnmente utilizada para los materiales de poliolefina es de 200 grados.

3) Pureza y caudal del gas. El nitrógeno se utiliza como gas protector antes de la oxidación. Por lo tanto, si el nitrógeno es impuro y se mezcla con oxígeno, afectará los resultados de la prueba. Además, en el proceso de oxidación, el oxígeno es el principal componente oxidante activo, por lo que la diferencia en el flujo de oxígeno también afectará los resultados. El período de inducción a la oxidación generalmente se usa para evaluar la estabilidad y el rendimiento antioxidante del material. En cuanto al período de inducción de oxidación de las poliolefinas, se pueden seguir muchos estándares. Los principales indicadores para determinar la estabilidad térmica son el tiempo de inducción a la oxidación y la tasa de retención del tiempo de inducción a la oxidación después de una determinada condición. Con respecto a qué tipo de material debe cumplir con qué tipo de requisitos de juicio, algunos estándares de la industria o estándares corporativos tienen requisitos de juicio, y los materiales que no cumplen con estos estándares deben recibir valores de juicio de acuerdo con el uso del producto durante el diseño del producto.

Además de la determinación anterior de la estabilidad del material, el período de inducción de oxidación también puede funcionar linealmente mediante la reducción del período de inducción de oxidación a medida que aumenta la temperatura, y luego se ajusta la fórmula para extrapolar la vida de oxidación térmica en la operación. la temperatura. Por lo tanto, este también es un método de predicción de la vida útil de la oxidación térmica. En el proceso de evaluación real, es necesario formular un plan de acuerdo con las características de sus propios productos.

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