Permeationsprüfungen an Kunststoffen werden durchgeführt, um das Durchdringungs- bzw- Durchwanderungsverhalten von verschiedenen Stoffen durch ein Material zu charakterisieren. Diese Art von Tests sind wichtig, um die Eignung von Kunststoffen für bestimmte Anwendungen zu beurteilen, insbesondere dann, wenn die Wechselwirkung mit verschiedenen Substanzen, wie beispielsweise Gasen oder Flüssigkeiten, von hoher Bedeutung ist.
Das Permeationsverhalten, welches bei Betrachtung gasförmiger Stoffe auch zumeist als Diffusionsverhalten bezeichnet wird, wird sowohl durch den Stoff selbst (das sog. Permeat) als auch durch die Eigenschaften des zu durchdringenden Materials beeinflusst. In der Materialwissenschaft und Chemie bezieht sich Diffusion auf den Prozess, bei dem Moleküle oder Atome von einem Bereich mit hoher Konzentration zu einem Bereich mit niedriger Konzentration wandern. Wir prüfen neben der Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR = Oxygen Transmission Rate), der Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR = Water Vapor Transmission Rate) auch die Wasserdichtheit (WR = Water Resistant) von Kunststoffen und Kunststoffprodukten. Die Permeationseigenschaften von Kunststoffen spielen dabei eine entscheidende Rolle. Allgemein formuliert, beschreibt Permeation somit das Ein- und Durchdringen von Gasen oder Flüssigkeiten durch ein Material, wobei materialseitig vor allem die chemische Zusammensetzung, die Dicke und die Porengröße wesentliche Einflussfaktoren darstellen. Permeations -und Diffusionsanalysen sind somit unverzichtbare Methoden, um die Barrierewirkung von Kunststoffen zu bewerten und deren Einsatz in verschiedenen Umgebungen zu optimieren.
Akkreditierte Prüfverfahren
Nicht Akkreditierte Prüfverfahren
Konzentrationsgradient:
Permeation tritt auf, wenn es einen Konzentrationsunterschied eines Stoffes zwischen zwei Regionen gibt. Teilchen bewegen sich von Regionen mit hoher Konzentration zu Regionen mit niedriger Konzentration, um ein Gleichgewicht herzustellen.
Temperatur:
Die Temperatur beeinflusst die Permeation stark. Bei höheren Temperaturen nehmen die thermische Bewegung und die Energie der Teilchen zu, was zu einer erhöhten Permeationsrate führt.
Materialbeschaffenheit:
Die Art des Materials beeinflusst, wie leicht oder schwer Teilchen durch das Material durchwandern können. Materialien können unterschiedliche Porenstrukturen, Dichten und chemische Eigenschaften aufweisen, die das Permeationsverhalten beeinflussen.
Größe der durchwandernden Teilchen:
Die Größe der durchwandernden Teilchen spielt eine Rolle. Kleinere Teilchen können tendenziell leichter durch Materialien hindurch gelangen als größere Teilchen.
Art der durchwandernden Teilchen:
Die Art bzw. der chemische Aufbau der durchwandernden Teilchen ist ebenfalls wichtig. Einige Materialien sind selektiv permeabel und lassen nur bestimmte Stoffe passieren.
Verpackungsindustrie:
In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie müssen Verpackungsmaterialien sicherstellen, dass keine unerwünschten Substanzen aus der Umgebung in das Produkt gelangen oder umgekehrt. Diffusionsprüfungen helfen dabei, die Barriereeigenschaften von Verpackungsmaterialien zu bewerten.
Medizinische Anwendungen:
In der Medizin werden Kunststoffe oft für die Herstellung von Medikamentenverabreichungssystemen, Implantaten und anderen medizinischen Geräten verwendet. Es ist wichtig zu überprüfen, wie Medikamente oder andere Substanzen durch das Material diffundieren können, um sicherzustellen, dass die gewünschten Eigenschaften vorhanden sind.
Bauindustrie:
Kunststoffe werden in verschiedenen Bauprodukten eingesetzt, und es ist wichtig zu wissen, wie Feuchtigkeit oder andere Chemikalien durch die Materialien dringen können, um die strukturelle Integrität und Haltbarkeit zu bewerten. Zum Beispiel ist bei Fußbodenheizungen eine Sauerstoffdichteprüfung notwendig, um biologische Prozesse an den Rohren zu vermeiden.
Wasserstoffindustrie:
Kunststofftanks als Transportmedium für Wasserstoff müssen umfangreichen Permeationsprüfungen unterzogen werden, um einen gefahrlosen und verlustfreien Transport bzw. Aufbewahrung zu gewährleisten.
Deponie:
Im Bereich der Deponiebewirtschaftung sind Abdichtungen Diffusionstests zu unterziehen, um eine Gefährdung der Umwelt durch z.B. Methanpermeation zu vermeiden.
SKZ – Testing GmbH
Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg
Tel. +49 931 4104-0