【Anti UV· 知识传播】高分子材料老化表征之氧化诱导期（OIT）
热氧老化或热氧稳定性是人们在使用高分子材料时经常关注的一个重要指标，特别是对于电线电缆等长期接触热和氧的材料或制品。 高分子材料与空气中的氧气发生反应，引起聚合物的降解或交联，称为氧化老化。 当这些材料暴露在高温环境条件下时，这种氧化老化会大大加速。
然而，了解高分子材料或产品的热氧化老化稳定性往往并不容易。 这是因为我们无法用肉眼检测到高分子材料热氧化老化的早期阶段，特别是当添加抗氧化剂和其他热氧化稳定剂时。 对于试剂的材料尤其如此。 而当你注意到高分子材料出现热氧化老化现象，比如粉化、变色等现象时，材料的老化已经非常严重了，也可以说为时已晚。
其实，这种热氧老化早期的不可察觉性与一个概念有关，那就是氧化诱导期（OIT，-Time），如下图所示。
也就是说，热氧老化的初期是一个缓慢氧化的时期，这个过程就是氧化诱导期。 一旦过了氧化诱导时间，就会进入自动加速氧化阶段。 因此，提高高分子材料的热氧稳定性实际上就是尽可能延长高分子材料的氧化诱导时间。
但实际情况是，高分子材料或制品的使用温度往往较低，使用过程中的氧化诱导时间会很长，实际运行周期也较长。 这时，氧化诱导期就发挥作用了。 氧化诱导期（OIT）实际上是一种易于操作的方法，通过加速（在远高于材料使用温度的温度下）来预测或评估高分子材料的热氧化老化稳定性。
氧化诱导期（OIT）是指高分子材料在一定温度条件下与氧发生链式自动氧化反应所需的时间，表示高分子材料在一定温度（如200℃）下与氧发生反应的难易程度。 C）。 氧化诱导期越长，系统在防止高温下自由基形成方面越有效。 一旦高分子材料中产生自由基，它们就会迅速吸收氧气并引发一系列自动加速的氧化反应。 氧化诱导期分析的基础是高分子材料降解反应释放的热量，差示扫描量热法（DSC）是常用的检测设备。
氧化诱导期的DSC测量是基于分子键断裂时的放热反应。 它是一种测试聚烯烃在高温氧气中加速老化的方法：将样品和对照品置于DSC仪器中，在一定温度下快速使用氧气。 更换样品室中的惰性气体（如氮气），测试样品氧化引起的DSC曲线变化。 得到的氧化诱导期可用于评价样品的热氧稳定性能，如下图所示。
由于测试温度为200℃，此时聚烯烃材料熔化。 前面的吸热峰是熔化过程的反应，然后进入平台期，直至出现明显的放热峰，开始加速热氧老化。 蓝色曲线样品在51.5分钟后开始发生氧化反应，黑色曲线样品在43.4分钟后开始发生氧化反应。 因此，蓝色曲线样品具有更好的抗氧化性能。
当然，由于材料成分简单，上图所示的测试曲线是比较理想的。 对于配方成分较多的样品，曲线如下，但原理是一样的。
还有氧化诱导期（OIT）的测试标准。 国内外主要采用基于国际标准（ISO）、国家标准（GB）和美国材料与试验协会标准（ASTM）的DSC法进行测定。 例如国家标准为GB/.6-2009《塑料差示扫描量热法（DSC）第6部分氧化诱导时间》； ASTM标准是D3895-2003“用于-时间”。
氧化诱导期不仅可以用来评价高分子材料的热氧化老化稳定性，而且是筛选热氧化稳定添加剂体系的一种快速有效的方法，在实际操作中非常有意义。
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在实际生产和生活中，不同的高分子材料及其制品暴露在不同的环境条件下。 因此，在不同的应用场合，对所用材料的抗老化要求是不同的。 例如：（1）部分客户需要解决材料在储存过程中变色、老化的问题； （2）部分客户需要解决挤出、切粒、注塑等加工过程中物料发黄等老化问题； (3))部分客户需要解决产品在较高温度环境下长期使用过程中的长期耐热和抗氧化老化问题； （4）其他客户需要解决产品在户外使用环境下的耐久性等问题。但不同的客户对同一种材料的抗老化要求不同。 例如，有些客户需要解决高温下不同时间的热氧老化问题； 有的需要解决户外使用环境条件下不同时间的耐候问题。 总之，对于抗老化材料的要求是不断变化的。
例如：在实际应用中，为了改善和增强塑料及其制品的光稳定性，必须添加耐候功能添加剂，如紫外线吸收剂、紫外线屏蔽剂、受阻胺光稳定剂等。问题是单独使用一种添加剂并不能达到预期的抗衰老效果，往往需要多种添加剂的组合才能达到目的。 然而，（1）不同的高分子材料具有不同的结构特性，（2）实际应用环境不同，（3）抗老化添加剂具有不同的功能、特性和优点，（4）不同添加剂与材料之间的相容性和优势材料的迁移不同。 (5)添加剂本身的加工性能、稳定性、环境友好性和性价比不同，添加剂之间的协同作用也不同(甚至反协同作用)。 (6)材料配方中的其他材料成分或添加剂与抗老化添加剂的相互作用和影响也不同……因此，材料或产品的抗老化是一个系统工程。 有必要权衡和考虑所有影响因素，才能选择适合某种材料或产品的高效抗老化体系。
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（王生：）
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