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.
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.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
References
B.A. Gromov, V.B. Miller, M.B. Neumann and Yu.A. Shlayapnikov, Intern. J. Appl. Radiation Isotopes, 13 (1962) 281.
R.A. Jackson, S.R.D. Oldland and A. Pajaczkowski, J. Appl. Polym. Sci., 12 (1968) 1297.
J.F. Westlake and M. Johnson, J. Appl. Polym. Sci., 19 (1975) 319.
M. Dubini, O. Cicchetti, G.P. Vicario and E. Bua, Europ. Polym. J., 3 (1967) 473.
O. Cicchetti, M. Dubini, P. Parrini, G.P. Vicario and E. Bua, Europ. Polym. J., 4 (1968) 419.
J. Klein and B.J. Briscoe, Polymer, 17 (1976) 481.
J. Klein and B.J. Briscoe, J. Polym. Sci. Phys. Ed., 15 (1977) 2065.
J. Klein and B.J. Briscoe, Proc. Roy. Soc., Lond. A, 365, (1979) 53.
B. Andress and P. Rohl, Amn. Rep. Conf. Electr. Insul. Dielectr. Phenomena, Whitehaven, Pennsylvania, 26–28, 10, (1981) 333.
J.M. Braun, S. Poos and J.E. Guillet, J. Polym. Sci. Letters, 14 (1976) 257.
R.J. Roe, H.E. Bair and C. Gieniewski, Polym. Reprints, Amer. Chem. Soc., Div., Dpolym. Chem., 4 (1973) 530.
R.J. Roe, H.E. Bair and C. Gieniewsky, J. Apl. Polym. Sci., 18 (1974) 843.
R. Gächter and H. Müller, “Kunststoffadditive” 2. Auflage, Carl Hanser Verlag München, Wien (1983).
E. Kramer and J. Koppelmann, Kunststoffe 73, 11 (1983) 714.
E. Kramer, österr. Kunststoff.-Z. 15, 3/4 (1984) 32.
E. Kramer and J. Koppelmann, Polym. Degrad. and Stab., 14 (1986) 333.
E. Kramer and J. Koppelmann, Polym. Degrad. and Stab., 16 (1986) 261.
E. Kramer and J. Koppelmann, Polym. Eng. Sci., 27 (1987) 945.
G. Steiner and J. Koppelmann, Kunststoffe, 77 (1987) 286.
G. Steiner and J. Koppelmann, Polym. Degrad. and Stab., 19 (1987) 307.
T. Schwarz, “Diffusionsmessungen von Antioxidantien in isotaktischem Polypropylen mittels isothermer DTA”. Diplomarbeit am Institut für Chemische und Physikalische Technologie der Kunststoffe, Montanuniversität Leoben (1986).
J. Crank, “The Mathematics of Diffusion”, Second Edition, Oxford University Press (1975).
C. Jastings, Jr., “Approximations for digital computers”, Princeton University Press (1955).
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).
M. Mucha, J. Coll. and Polym. Sci., 264 (1986) 113.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Schwarz, T., Steiner, G. & Koppelmann, J. Diffusion of antioxidants in sheets and plates of isotactic polypropylene measured by isothermal differential-thermal-analysis. Journal of Thermal Analysis 35, 481–496 (1989). https://doi.org/10.1007/BF01904450
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01904450