Toutes les substances organiques sont sensibles au vieillissement, mais qu’est-ce que le vieillissement et quelles en sont les causes ? Le vieillissement se produit lorsque, sous l’effet d’une exposition prolongée et répétée à l’énergie, les propriétés physiques, mécaniques et chimiques de la matière organique se modifient au fil du temps. Cette énergie peut être sous forme de lumière, chaleur, oxygène, stress mécanique, etc. Dans cet article, nous nous concentrons sur l’huile de laminage à froid en tant que matière organique sujette au vieillissement. Cependant, il est important de noter que ce phénomène concerne non seulement les huiles de laminage à froid ou d’autres types d’huiles, mais également tous les types de plastiques, de caoutchoucs, ainsi que les organismes vivants et les plantes.

Il est pratiquement impossible de prévenir totalement le vieillissement, mais il existe plusieurs options pour ralentir les processus de vieillissement. Il est évident que la réduction de l’exposition à l’énergie est très efficace, mais elle n’est pas toujours possible. Par exemple, l’huile de laminage à froid peut être stockée dans l’obscurité et à basse température ambiante (par exemple 10 °C / 50 °F), ce qui limite considérablement le vieillissement. Toutefois, lorsqu’elle est utilisée dans un laminoir à froid, la température est maintenue à un niveau plus élevé (par exemple 40 °C / 104 °F), et localement, la température peut atteindre des valeurs extrêmement élevées. En outre, la présence d’une contrainte mécanique assez importante dans l’arête du cylindre accélère encore le vieillissement. Par conséquent, l’huile de laminage à froid doit être protégée contre le vieillissement d’une manière différente. Afin de prévenir le vieillissement, des additifs antioxydants sont inclus dans la composition de l’huile de laminage à froid. Les antioxydants sont chimiquement actifs et ont pour mission de ralentir le vieillissement.

Fondamentalement, la chimie du vieillissement consiste à scinder une chaîne organique (de carbone) en deux parties. Le schéma réactionnel ci-dessous illustre la rupture d’une liaison chimique entre deux atomes de carbone en deux radicaux. Cette première étape (1) est appelée étape d’initiation et est généralement provoquée par la chaleur et/ou la lumière.

Initiation:

(1)        R-R’     →        R● + R’●

Malheureusement, les radicaux formés sont très réactifs et, en présence d’oxygène, ils se propagent davantage, augmentant ainsi exponentiellement la présence de radicaux. Par exemple, le R● continue de réagir et, évidemment, le R’● peut subir des réactions similaires.

Propagation:

(2)        R●  + O₂            → ROO●  (radical peroxyle)

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

(4)        ROOH             → RO● + HO●

La réaction (2) n’est pas encore si dévastatrice, car elle ne signifie que la formation d’un radical différent (radical peroxyle). Dans l’étape de réaction (3), ce radical peroxyle absorbe un radical hydrogène pour former un autre radical R »● et un hydroperoxyde (ROOH). Jusqu’à présent, aucun radical supplémentaire n’a été formé, mais cela change après la formation de l’hydroperoxyde. Cet hydroperoxyde est relativement instable et forme très facilement deux radicaux, voir la réaction (4). Deux nouveaux radicaux sont donc formés, ce qui donne un total de quatre radicaux au lieu des deux radicaux initialement formés. Ces radicaux peuvent continuer à réagir et à augmenter leur présence de manière exponentielle. Si cela continue, des boues noires, du vernis, de la polymérisation, de la dégradation et d’autres réactions chimiques se produisent, et l’huile de laminage à froid peut perdre ses propriétés physiques et lubrifiantes.

Comme indiqué ci-dessus, il est souvent impossible d’empêcher l’étape d’initiation de la formation des radicaux. La meilleure solution consiste donc à désarmer les radicaux initialement formés le plus rapidement possible après leur formation. Cela peut se faire à l’aide d’additifs antioxydants. Les antioxydants sont des molécules très spéciales conçues pour être très réactives vis-à-vis des radicaux par la réaction chimique suivante :

(5) R● AO-H → R-H + AO● (radical antioxydant)

Et la structure chimique de la molécule antioxydante est conçue pour être assez stable sous la forme d’un radical antioxydant. Ce radical antioxydant ne réagit plus avec d’autres molécules présentes dans l’huile de laminage à froid. À un moment donné, deux radicaux antioxydants AO● se recombinent, voir la réaction (6)

Terminaison:

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

L’objectif des antioxydants est donc d’éliminer les radicaux formés et d’empêcher que l’huile de laminage à froid ne subisse d’autres dommages. Par ce mécanisme, le vieillissement de l’huile de laminage à froid est limité et maîtrisé.

Cet article décrit le vieillissement de l’huile de laminage à froid et l’importance des antioxydants pour prévenir ce vieillissement. La présence d’antioxydants dans l’huile de laminage à froid est très importante et la concentration d’antioxydants doit donc être contrôlée régulièrement. Q8Oils propose à ses clients le programme QRAS pour contrôler la qualité de l’huile de laminage à froid, y compris la concentration en antioxydants.

Q8Oils travaille en étroite collaboration avec ses clients pour améliorer leur processus de laminage à froid grâce à des compositions d’huile personnalisées. Une partie importante des améliorations est la compréhension correcte des laminoirs à froid, des paramètres de fonctionnement et des autres étapes de l’ensemble du processus. L’optimisation de chaque laminoir à froid séparément peut permettre d’obtenir les meilleures performances et la meilleure productivité.

Pour plus d’informations, veuillez contacter notre équipe de laminage chez Q8Oils.