一、什么是氧化誘導(dǎo)測(cè)試儀(OIT)?
氧化誘導(dǎo)期(Oxidation Induction Time, OIT)是指在恒定高溫和純氧氣氛下,材料從開始受熱到發(fā)生明顯氧化反應(yīng)所經(jīng)歷的時(shí)間。OIT值是衡量聚合物(如PE、PP、PVC等塑料及橡膠)抗氧化能力與熱穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo),廣泛應(yīng)用于:
原材料質(zhì)量控制
抗氧劑效能評(píng)估
產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)
回收料穩(wěn)定性判定
測(cè)試原理簡述:樣品在惰性氣體(N)中升溫至設(shè)定溫度,達(dá)到熱平衡后切換為氧氣。當(dāng)材料中的抗氧劑耗盡,氧化反應(yīng)放熱被DSC傳感器捕獲,其 onset 時(shí)間即為OIT。
二、測(cè)試前準(zhǔn)備
1. 設(shè)備檢查
確認(rèn)主機(jī)電源、氣路連接正常
檢查氣體減壓閥輸出壓力
開啟儀器預(yù)熱,確保爐體溫度穩(wěn)定
校準(zhǔn)溫度與熱量(建議使用銦、錫等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定期校正)
2. 樣品制備
| 項(xiàng)目 | 要求 |
| 形態(tài) | 切成 ≤5 mm 的顆?;虮∑ū苊獯髩K導(dǎo)致傳熱不均) |
| 質(zhì)量 | 精確稱量 3–5 mg(使用十萬分之一天平) |
| 坩堝 | 使用標(biāo)準(zhǔn)鋁坩堝(帶蓋),確保密封良好 |
| 對(duì)照樣 | 建議同步測(cè)試已知OIT值的標(biāo)準(zhǔn)樣品用于比對(duì) |
注意:樣品不得含水分、油污或金屬雜質(zhì),以免干擾氧化放熱信號(hào)。
三、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程
1. 設(shè)置測(cè)試參數(shù)(通過配套軟件):
升溫速率:20°C/min(常用)
恒溫溫度:190°C、200°C 或 220°C(依材料標(biāo)準(zhǔn)而定,如ISO 11357-6、ASTM D3895)
氣氛切換點(diǎn):到達(dá)目標(biāo)溫度并恒溫5分鐘后自動(dòng)由N切換為O
氧氣流量:50 mL/min
2. 裝載樣品:
將裝有樣品的坩堝放入DSC傳感器池
蓋好爐蓋,確保氣密性
3. 啟動(dòng)測(cè)試:
點(diǎn)擊“開始”,系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行升溫→恒溫→氣氛切換→監(jiān)測(cè)放熱峰全過程
實(shí)時(shí)觀察熱流曲線(Heat Flow vs. Time)
4. 終點(diǎn)判定:
當(dāng)出現(xiàn)顯著且持續(xù)的放熱峰(氧化反應(yīng)開始),軟件自動(dòng)記錄OIT時(shí)間(從O通入時(shí)刻起算)
典型OIT曲線呈“平臺(tái)+陡降”特征(如下)

5. 數(shù)據(jù)保存:
自動(dòng)存儲(chǔ)原始曲線、OIT值、測(cè)試條件
支持導(dǎo)出為CSV、PDF或?qū)S酶袷接糜趫?bào)告
四、測(cè)試結(jié)果分析與應(yīng)用
OIT值越大 → 材料抗氧化性能越強(qiáng),熱穩(wěn)定性越好
OIT值過低 → 可能原因:抗氧劑不足、加工降解、回收料老化
數(shù)據(jù)比對(duì):應(yīng)與同批次空白樣或歷史數(shù)據(jù)對(duì)比,判斷一致性
標(biāo)準(zhǔn)參考:
管材用PE:OIT(200°C)≥ 20 min(國標(biāo)要求)
電纜料:OIT(220°C)≥ 10 min
高級(jí)分析:部分軟件支持動(dòng)力學(xué)計(jì)算(如活化能 Ea),用于預(yù)測(cè)長期熱氧老化行為。
五、氧化誘導(dǎo)測(cè)試儀維護(hù)與保養(yǎng)
| 維護(hù)項(xiàng)目 | 頻率 | 操作要點(diǎn) |
| 清潔樣品池 | 每次測(cè)試后 | 用無水乙醇棉簽輕拭,勿刮傷傳感器 |
| 檢查氣路密封 | 每周 | 查看接頭是否漏氣,更換老化密封圈 |
| 校準(zhǔn)溫度/熱量 | 每3個(gè)月或50次測(cè)試 | 使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按規(guī)程校正 |
| 鼓風(fēng)機(jī)/冷卻系統(tǒng) | 每半年 | 清理濾網(wǎng),檢查運(yùn)行噪音 |
| 軟件與固件更新 | 按需 | 聯(lián)系廠家獲取新版本 |
嚴(yán)禁在爐溫 >50°C 時(shí)打開爐蓋!防止熱沖擊損壞傳感器。
六、常見問題(FAQ)
Q1:OIT測(cè)試結(jié)果重復(fù)性差怎么辦?
A:檢查樣品均勻性、稱量精度、坩堝密封性;確保氣體純度與流量穩(wěn)定;確認(rèn)溫度校準(zhǔn)有效。
Q2:能否用空氣代替氧氣?
A:不可。OIT標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試須使用純氧以加速氧化反應(yīng),空氣因含氮會(huì)顯著延長誘導(dǎo)期,導(dǎo)致結(jié)果不可比。
Q3:測(cè)試溫度如何選擇?
A:依據(jù)材料應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。溫度越高,OIT越短,但需避免材料在N階段就分解。