Alle organische stoffen zijn gevoelig voor veroudering, maar wat is veroudering en wat veroorzaakt veroudering? Veroudering betekent dat bij langdurige en herhaalde blootstelling aan energie de fysische, mechanische en chemische eigenschappen van organisch materiaal in de loop der tijd veranderen. Energie kan bestaan uit licht, warmte, zuurstof, mechanische belasting, enzovoort. In dit artikel wordt gesproken over koudgewalste olie, maar dit onderwerp is natuurlijk niet alleen van toepassing op koudgewalste olie of andere oliën, maar ook op alle soorten kunststoffen, rubbers, levende wezens en planten die veroudering ondergaan.

Veroudering volledig voorkomen is bijna onmogelijk, maar er zijn verschillende opties om de verouderingsprocessen te vertragen. Uiteraard is het verminderen van de blootstelling aan energie heel effectief, maar niet altijd mogelijk. Koudwalsolie kan bijvoorbeeld worden opgeslagen in het donker en bij een lage omgevingstemperatuur (bijvoorbeeld 10 °C / 50 °F), waardoor er zeer beperkte veroudering optreedt. Bij gebruik in een koudwalserij zal de temperatuur echter hoger worden gehouden (bijvoorbeeld 40 °C) en kan de temperatuur in de walsbeet plaatselijk oplopen tot extreem hoge waarden. Ook is er heel wat mechanische spanning aanwezig in de walsbeet om de veroudering nog te versnellen. Daarom moet koudwalsolie op een andere manier tegen veroudering worden beschermd. Om veroudering tegen te gaan, worden antioxidanten toegevoegd aan de samenstelling van de koudwalsolie. Antioxidanten zijn chemisch actief en hebben als taak veroudering te vertragen.

In principe komt de chemie van veroudering neer op het splitsen van een organische (koolstof)keten in twee delen. In het onderstaande reactieschema wordt het verbreken van een chemische binding tussen twee koolstofatomen in twee radicalen weergegeven. Deze eerste stap (1) wordt de initiatiestap genoemd en wordt meestal veroorzaakt door warmte en/of licht.

Initiatie:

(1)          R-R’     →        R● + R’●

Helaas zijn de gevormde radicalen erg reactief en met de aanwezigheid van zuurstof planten ze zich verder voort, waardoor de aanwezigheid van radicalen exponentieel toeneemt. De R● blijft bijvoorbeeld reageren en uiteraard kan R´● soortgelijke reacties ondergaan.

Propagation:

(2)        R●  + O2           → ROO●  (peroxylradicaal)

(3)        ROO● + R’’H     → R’’● + ROOH (waterstofperoxide)

(4)        ROOH             → RO● + HO●

Reactie (2) is nog niet zo verwoestend, want dit betekent alleen de vorming van een ander radicaal (peroxylradicaal). In reactiestap (3) neemt dit peroxylradicaal een waterstofradicaal weg om een ander R”● radicaal en hydroperoxide (ROOH) te vormen. Tot nu toe werden er geen extra radicalen gevormd, maar dit verandert na de vorming van het hydroperoxide. Dit hydroperoxide is relatief instabiel en vormt heel gemakkelijk twee radicalen, zie reactie (4). Er worden nu dus twee nieuwe radicalen gevormd, en dit telt op tot vier radicalen in plaats van de aanvankelijk gevormde twee radicalen. Deze radicalen kunnen blijven reageren en exponentieel groeien. Als dit zo doorgaat, treedt er zwart slib, lakvorming, polymerisatie, afbraak en andere chemische reacties op en kan de koudwalsolie zijn fysische en smeereigenschappen verliezen.

Zoals hierboven vermeld, kan de initiatiestap om radicalen te vormen vaak niet worden voorkomen. De volgende beste optie is dus om de aanvankelijk gevormde radicalen zo snel mogelijk na de vorming onschadelijk te maken. Dit kan worden gedaan met antioxidant additieven. Antioxidanten zijn speciaal ontworpen moleculen die heel reactief zijn ten opzichte van radicalen door de volgende chemische reactie:

(5)R●  AO-H         →        R-H + AO●  (antioxidantradicaal)

De chemische structuur van de antioxidantmolecule is zo ontworpen dat deze vrij stabiel is in de vorm van een antioxidantradicaal. Dit antioxidantradicaal reageert niet verder met andere moleculen in de koudwalsolie. Op een bepaald moment zullen twee antioxidantradicalen AO● recombineren, zie reactie (6)

Beëindiging:

(5)        AO●   +   ●AO   →        AO-AO

Het doel van antioxidanten is dus om de gevormde radicalen te neutraliseren en verdere schade aan de koudwalsolie te voorkomen. Door dit mechanisme wordt de veroudering van koudwalsolie beperkt en onder controle gehouden.

In dit artikel wordt de veroudering van koudwalsolie en het belang van antioxidanten om veroudering tegen te gaan beschreven. De aanwezigheid van antioxidanten in koudwalsolie is erg belangrijk en daarom moet de concentratie van antioxidanten regelmatig worden gecontroleerd. Q8Oils biedt zijn klanten het QRAS-programma aan om de kwaliteit van koudwalsolie, inclusief de concentratie aan antioxidanten, te controleren.

Q8Oils werkt nauw samen met klanten om hun koudwalsproces te verbeteren met aangepaste oliesamenstellingen. Een belangrijk onderdeel van de verbeteringen is een correct begrip van de koudwalserijen, de werkingsparameters en andere stappen in hetvolledige proces. Optimalisatie voor elke koudwalserij afzonderlijk kan de beste prestaties en productiviteit opleveren.

Neem voor meer informatie contact op met ons walsenteam bij Q8Oils.