高分子材料與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)而引起高分子的降解或交聯(lián)稱為氧化老化。高分子材料與氧反應(yīng)時(shí)有一個(gè)吸氧誘導(dǎo)期，誘導(dǎo)期一過(guò)就轉(zhuǎn)入自動(dòng)加速氧化階段。高分子材料是否容易發(fā)生氧化，首先取決于它是否容易吸氧。通常來(lái)講碳鏈高聚物易發(fā)生氧化老化而變得不穩(wěn)定，而聚烯烴類材料就是典型的碳鏈高聚物材料，聚烯烴類材料通常用作光纜及電纜的護(hù)套和絕緣層，因此在實(shí)際的使用過(guò)程中需要關(guān)注其穩(wěn)定性，目前行業(yè)里評(píng)價(jià)聚烯烴類材料穩(wěn)定性的常用指標(biāo)就是氧化誘導(dǎo)期(OIT)。
氧化誘導(dǎo)期(OIT)是測(cè)定試樣在高溫(如200℃)氧化條件下開(kāi)始發(fā)生自催化氧化反應(yīng)的時(shí)間，是評(píng)價(jià)材料穩(wěn)定化水平的參數(shù)，也叫做氧化誘導(dǎo)時(shí)間。一般可用差式掃描量熱法(DSC)來(lái)簡(jiǎn)單而快速的測(cè)量。其具體測(cè)量和評(píng)價(jià)方式如下：試樣和參比物在惰性氣氛(氮?dú)?中以恒定的速率升溫，達(dá)到規(guī)定溫度(一般是200℃)時(shí)，切換成相同流速的氧氣或空氣。然后將試樣保持在該恒定溫度下，直到在熱分析曲線上顯示出氧化反應(yīng)。氧化誘導(dǎo)時(shí)間就是開(kāi)始通氧或空氣到氧化反應(yīng)開(kāi)始的時(shí)間間隔，HS-DSC-101差示掃描量熱儀OIT試驗(yàn)如圖所示。
氧化誘導(dǎo)期測(cè)試儀
針對(duì)氧化誘導(dǎo)期及聚烯烴材料氧化誘導(dǎo)期的測(cè)試是有標(biāo)準(zhǔn)方法的，這種具有標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)試，通常需要注意其影響因素。影響氧化誘導(dǎo)期結(jié)果的關(guān)鍵影響因素有以下幾個(gè)方面，在測(cè)試及結(jié)果分析的時(shí)候需要注意這些因素的影響。
1)樣品的不均勻性 高分子材料一般都是經(jīng)過(guò)改性加工的共混材料，里面的微量成分特別是對(duì)氧化起重要作用的抗氧劑容易出現(xiàn)分布不均勻的情況，而DSC取樣量比較少，因此較易出現(xiàn)取樣不均勻的情況，建議實(shí)際測(cè)試的時(shí)候多取幾個(gè)部位進(jìn)行測(cè)試，綜合分析結(jié)果。
2)氧化溫度 通常其他條件不變的情況下，選用不同的氧化溫度，氧化誘導(dǎo)時(shí)間是不一樣的，通常溫度越高氧化誘導(dǎo)時(shí)間越短，因此在評(píng)估材料的時(shí)候需要事先商定好溫度，一般聚烯烴材料比較常用的溫度是200℃
3)氣體的純度及流量 在氧化之前通的是氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，因此如果氮?dú)獠患兓烊肓搜酰瑢?duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)有影響。另外氧化過(guò)程中，氧是主要的氧化活性組分，因此氧氣流量不一樣對(duì)結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響氧化誘導(dǎo)期通常是用來(lái)評(píng)估材料的穩(wěn)定性和抗氧化性能，關(guān)于聚烯烴的氧化誘導(dǎo)期有很多標(biāo)準(zhǔn)可依，判定熱穩(wěn)定性的指標(biāo)主要有氧化誘導(dǎo)時(shí)間及某一條件處理后的氧化誘導(dǎo)時(shí)間保留率。關(guān)于哪種材料需要符合什么樣判定要求，有些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有判定要求，而不符合這些標(biāo)準(zhǔn)的材料需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候根據(jù)產(chǎn)品的使用情況給出判定值。
氧化誘導(dǎo)期除了以上判定材料的穩(wěn)定性之外，還可以通過(guò)氧化誘導(dǎo)期隨溫度升高而降低呈現(xiàn)線性函數(shù)關(guān)系的特點(diǎn)，進(jìn)行公式的擬合再外推使用溫度下的熱氧化壽命。因此這也是一種熱氧化壽命預(yù)測(cè)的方法。實(shí)際評(píng)估過(guò)程中需要根據(jù)自身產(chǎn)品的特點(diǎn)來(lái)制定方案。
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