Bestimmung der Oxidationsinduktionszeit bzw. -temperatur: OIT und OOT

Äußere Einflüsse wie UV-Strahlung (Licht), Temperatur, Luftsauerstoff, atmosphärische Belastungen (z.B. Verunreinigungen) oder chemische/biologische Medien lassen organische Stoffe altern, was ihre Gebrauchsfähigkeit mitunter erheblich beeinträchtigen oder sogar zum Versagen von Bauteilen führen kann. Die häufigste Ursache für chemische Alterung (z.B. Kettenabbau) ist die Oxidation und die Oxidationsstabilität daher ein wichtiges Kriterium für den Einsatz von Ölen, Fetten, Schmierstoffen, Treibstoffen oder Kunststoffen. Die Oxidationsstabilität kann über die Oxidation Induction Temperature / Oxidation Induction Time (OIT) mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) in genormten Verfahren bestimmt werden.


In der Praxis kommen zwei unterschiedliche Varianten zur Anwendung: dynamische und isotherme OIT-Tests. Im Falle des dynamischen Verfahrens wird die Probe unter oxidierenden Bedingungen mit einer definierten konstanten Heizrate aufgeheizt, bis die Reaktion einsetzt. Die Oxidation Induction Temperature OIT (auch Oxidation Onset Temperature OOT genannt) entspricht dabei der extrapolierten Onset-Temperatur des auftretenden exothermen DSC-Effektes.
Bei isothermen OIT-Tests werden die zu untersuchenden Materialien zunächst unter Schutzgas aufgeheizt, anschließend zur Gleichgewichtseinstellung einige Minuten bei konstanter Temperatur gehalten und erst anschließend einer Sauerstoff- oder Luftatmosphäre ausgesetzt. Die Zeitspanne vom ersten Kontakt mit Sauerstoff bis zum Beginn der Oxidation wird als Oxidation Induction Time OIT bezeichnet.

Die Vorgehensweise bei der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Messungen ist in nationalen und internationalen Normen, wie z.B. ASTM D3895 (Polyethylen), DIN EN 728 (Kunststoff-Rohrleitungen) oder ISO 11357-6 (Kunststoffe) genau beschrieben. In der Regel werden offene Tiegel oder Tiegel mit mehrfach gelochten Deckeln eingesetzt. Für Polyolefine wie PE oder PP gilt, dass eine längere OIT-Zeit auf eine bessere Oxidationsbeständigkeit und damit auf eine höhere Lebensdauer schließen lässt.

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