Advertisement

Journal of thermal analysis

, Volume 35, Issue 2, pp 481–496 | Cite as

Diffusion of antioxidants in sheets and plates of isotactic polypropylene measured by isothermal differential-thermal-analysis

  • T. Schwarz
  • G. Steiner
  • J. Koppelmann
GEFTA-Symposium on Thermal Analysis 1988

Abstract

The diffusion of the phenolic antioxidant 1, 3, 5-tris (3,5-ditert. butyl-4-hydroxybenzyl)mesitylene (IRGANOX 1330) in compressed sheets of isotactic polypropylene (iPP) was investigated over the temperature range from 80°C to 120°C by isothermal differential-thermal-analysis (DTA).

The measurements showed a clear relation between oxidation induction time and oxidation maximum time, (both determined by isothermal DTA) and the concentration of stabilizer.

It was possible to calculate the diffusion co-efficients and the activation energy of diffusion of IRGANOX 1330 in iPP by measuring the oxidation maximum times across stacks of isotactic polypropylene sheets.

The same method was employed to measure the diffusion coefficient of IRGANOX 1330 in compressionmolded plates of iPP.

The influence of the morphological structure of iPP on the diffusion process was investigated by measuring the cristallinity degree of iPP-films and-plates and the determination of the dimensions of the spherulites.

Keywords

Activation Energy Diffusion Coefficient Polypropylene Diffusion Process Morphological Structure 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Die Diffusion des phenolischen Antioxidanten 1, 3, 5-Tris (3,5-ditert.butyl-4-hydroxybenzyl)mesitylen (IRGANOX 1330) in zusammengepreßten, isotaktischen Polypropylenfolien wurde mittels isothermer Differentialthermoanalyse (DTA) über einen Temperaturbereich von 80°C bis 120°C untersucht.

Die isothermen DTA-Messungen zeigten einen klaren Zusammenhang zwischen Oxidationsinduktionszeit und Oxidationsmaximumszeit und der Konzentration des Antioxidanten.

Über die Bestimmung der Oxidationsmaximumszeiten von Folienstapeln aus isotaktischem Polypropylen war es möglich, die Diffusionskonstanten und Aktivierungsenergie der Diffusion von IRGANOX 1330 in iPP zu bestimmen.

Um den Einfluß der Kristallstruktur auf die Diffusion von Stabilisatoren zu ermitteln, wurdedie gleiche Methode bei gepreßten Platten angewendet. Die Gefügestruktur (Kristallinitätsgrad und Sphärolithgröße) der Platten und Folien wurde mittels dynamischer DTA und Polarisationsmikroskop untersucht.

Резюме

Методом изотермичес кого ДТА в интервале температур 80–120° изучена диффузия фенольного антиокис лителя 1, 3, 5-трис- /3, 5-ди-трет. бутил-4-оксибе нзил/мезитилена /Ирга нокс 1330/ в пресованных листах изотактического пол ипропилена / и-ПП/. Измерения показали я сную зависимость меж ду индукционным времен ем окисления и максимал ьным временем окисле ния/оба определяются изотермическим ДТА/и концентрацией стабилизатора. Путем измерения макс имального времени ок исления через стопку пластин изотактичес кого полипропилена, представилось возмо жным вычислить коэффицие нты диффузии и энерги ю активации процесса Диффузии антиокисли теля в и-ПП. Этот же сам ый метод был использован для измерения коэффи циентов диффузии антиокислителя Игранокс 1330 в прессован о-отлитых пластинах изотактического полипропилена. Влиян ие морфологической с труктуры и-ПП на процесс диффузии был изучен п утем измерения степе ни кристалличности пленок и пластин изот актического полипро пилена и определения размера сферулитов.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    B.A. Gromov, V.B. Miller, M.B. Neumann and Yu.A. Shlayapnikov, Intern. J. Appl. Radiation Isotopes, 13 (1962) 281.Google Scholar
  2. 2.
    R.A. Jackson, S.R.D. Oldland and A. Pajaczkowski, J. Appl. Polym. Sci., 12 (1968) 1297.Google Scholar
  3. 3.
    J.F. Westlake and M. Johnson, J. Appl. Polym. Sci., 19 (1975) 319.Google Scholar
  4. 4.
    M. Dubini, O. Cicchetti, G.P. Vicario and E. Bua, Europ. Polym. J., 3 (1967) 473.Google Scholar
  5. 5.
    O. Cicchetti, M. Dubini, P. Parrini, G.P. Vicario and E. Bua, Europ. Polym. J., 4 (1968) 419.Google Scholar
  6. 6.
    J. Klein and B.J. Briscoe, Polymer, 17 (1976) 481.Google Scholar
  7. 7.
    J. Klein and B.J. Briscoe, J. Polym. Sci. Phys. Ed., 15 (1977) 2065.Google Scholar
  8. 8.
    J. Klein and B.J. Briscoe, Proc. Roy. Soc., Lond. A, 365, (1979) 53.Google Scholar
  9. 9.
    B. Andress and P. Rohl, Amn. Rep. Conf. Electr. Insul. Dielectr. Phenomena, Whitehaven, Pennsylvania, 26–28, 10, (1981) 333.Google Scholar
  10. 10.
    J.M. Braun, S. Poos and J.E. Guillet, J. Polym. Sci. Letters, 14 (1976) 257.Google Scholar
  11. 11.
    R.J. Roe, H.E. Bair and C. Gieniewski, Polym. Reprints, Amer. Chem. Soc., Div., Dpolym. Chem., 4 (1973) 530.Google Scholar
  12. 12.
    R.J. Roe, H.E. Bair and C. Gieniewsky, J. Apl. Polym. Sci., 18 (1974) 843.Google Scholar
  13. 13.
    R. Gächter and H. Müller, “Kunststoffadditive” 2. Auflage, Carl Hanser Verlag München, Wien (1983).Google Scholar
  14. 14.
    E. Kramer and J. Koppelmann, Kunststoffe 73, 11 (1983) 714.Google Scholar
  15. 15.
    E. Kramer, österr. Kunststoff.-Z. 15, 3/4 (1984) 32.Google Scholar
  16. 16.
    E. Kramer and J. Koppelmann, Polym. Degrad. and Stab., 14 (1986) 333.Google Scholar
  17. 17.
    E. Kramer and J. Koppelmann, Polym. Degrad. and Stab., 16 (1986) 261.Google Scholar
  18. 18.
    E. Kramer and J. Koppelmann, Polym. Eng. Sci., 27 (1987) 945.Google Scholar
  19. 19.
    G. Steiner and J. Koppelmann, Kunststoffe, 77 (1987) 286.Google Scholar
  20. 20.
    G. Steiner and J. Koppelmann, Polym. Degrad. and Stab., 19 (1987) 307.Google Scholar
  21. 21.
    T. Schwarz, “Diffusionsmessungen von Antioxidantien in isotaktischem Polypropylen mittels isothermer DTA”. Diplomarbeit am Institut für Chemische und Physikalische Technologie der Kunststoffe, Montanuniversität Leoben (1986).Google Scholar
  22. 22.
    J. Crank, “The Mathematics of Diffusion”, Second Edition, Oxford University Press (1975).Google Scholar
  23. 23.
    C. Jastings, Jr., “Approximations for digital computers”, Princeton University Press (1955).Google Scholar
  24. 24.
    J.Y Moisan, Effects of Oxigen Permeation and. Stabiliser Migration on Polymer Degradation, in “Polymer Permeability”, Edited by J. Comyn, Elsevier Applied Science Publischers Ltd. (1985).Google Scholar
  25. 25.
    M. Mucha, J. Coll. and Polym. Sci., 264 (1986) 113.Google Scholar

Copyright information

© Wiley Heyden Ltd, Chichester and Akadémiai Kiadó 1989

Authors and Affiliations

  • T. Schwarz
    • 1
  • G. Steiner
    • 1
  • J. Koppelmann
    • 1
  1. 1.Institut für Chemische und Physikalische Technologie der KunststoffeMontanuniversität LeobenLeobenAustria

Personalised recommendations