Le Temps d’Induction à l’Oxydation (OIT) et la Température (OOT).

L’oxydation est l’une des causes de la dégradation des matériaux inorganiques. Une méthode standard simple permet alors de mesurer la stabilité à l’oxydation : le temps d’induction à l’oxydation (OIT) et la température (OOT) par calorimétrie différentiel à balayage (DSC).

Calorimètre différentiel à balayage (DSC) TA Instrument

Mesure de la stabilité à l’oxydation : dans quel but ?

Parmi les influences externes responsable de la dégradation d’un matériau organique, autres que la température ou les substances agressives (chimiques ou biologiques) par exemple, se trouvent l’oxygène. En effet, l’oxygène contenu dans l’atmosphère, et parfois combiné à d’autres éléments tels que les rayons UV (lumière), est un facteur entraînant le vieillissement prématuré. Or, ce vieillissement n’est pas sans conséquences :

  • Modification des propriétés mécaniques, pouvant entraîner la rupture d’une pièce par exemple
  • Altération d’une chaîne polymère, créant des espèces instables pour former des composés inactifs et dégradant le polymère
  • Changement structurelle des liaisons chimiques, engendrant la transformation en molécules s’avérant toxique pour l’organisme dans le cas d’huiles végétales
  • Changement d’aspect : couleur, odeur, apparition de fissures/craquelures, …
  • Perte en qualité, en efficacité, en longévité

Exemple de vieillissement observé sur des éprouvettes

Dans la majorité des cas, les industriels utilisent des anti-oxydants dans le but d’empêcher cette oxydation. Or, le suivi de ces anti-oxydants peut s’avérer nécessaire afin d’expliquer et/ou anticiper, en partie, la dégradation de leurs matériaux organiques.

Ainsi, afin de caractériser la stabilité à l’oxydation, des huiles, des graisses, des carburants ou des polymères, l’analyse OIT (ou OOT) par DSC compte parmi les méthodes d’essais standards. En effet, cette technique permet de « doser » la quantité d’anti-oxydants mais aussi de suivre leur disparition au cours d’un vieillissement.

Le principe de l’analyse OIT (ou OOT)

Deux méthodes sont possibles pour la détermination du temps d’oxydation à l’oxydation (OIT) ou à la température (OOT) :

Méthode dynamique

La méthode dynamique dans lequel l’échantillon est chauffée à vitesse constante dans une atmosphère oxydante jusqu’au début de la réaction d’oxydation. Cette dernière étant observée sous la forme d’une modification du tracé de la courbe (phénomène exothermique). À cette fin, la température et la durée sont mesurées dès le début de l’oxydation et la température d’induction à l’oxydation (OIT) ou à la température (OOT) est alors obtenue.

Méthode isotherme

La méthode isotherme qui consiste à chauffer l’échantillon à une température donnée sous atmosphère protectrice (l’azote de manière générale, correspondant à un gaz inerte). Cette température est alors maintenue constante quelques minutes avant d’introduire de l’oxygène ou l’air (atmosphère oxydante). La durée entre l’entrée d’oxygène ou air et le début de l’oxydation (effet exothermique) est alors mesurée et correspond à la température d’induction à l’oxydation (OIT).

Représentation schématique d’une mesure OIT

Norme applicable : ISO 11357-6

La norme ISO 11357-6 : 2018 spécifie des méthodes de détermination du temps d’induction à l’oxydation (OIT isotherme) et de la température d’induction à l’oxydation (OIT dynamique) des matériaux polymères au moyen de l’analyse calorimétrique différentielle (DSC). Elle s’applique aux résines polyoléfines sous forme totalement stabilisée ou sous forme de composition, soit comme matières premières, soit comme produits finis. Elle peut s’appliquer à d’autres plastiques.

 

Réalisation de l’analyse

Le Groupe 6NAPSE possède l’équipement nécessaire à la réalisation de ce type d’analyse, un calorimètre différentiel à balayage (DSC). En outre, les équipes du laboratoire Analyses & Surface dispose du savoir-faire et de l’expérience pour effectuer cette étude. Cette méthode simple nécessite peu de quantité de matière.
L’analyse permet donc à tous les industriels utilisant des produits issus du pétrole (plastiques, carburants, …), ou des produits naturels (huiles végétales, …) d’évaluer le temps nécessaire pour amorcer l’oxydation sous atmosphère oxydante.

Cette méthode analytique peut entrer dans le cadre d’un suivi contrôle qualité, d’une expertise matériau, d’un projet de recherche et développement, …

Vous désirez plus d’information sur cette méthode d’analyse ?
Contactez Analyses et Surface : analyses-surface@groupe-6napse.com