Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...
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Tab. 2-2:<br />
Unterteilung <strong>de</strong>r van-<strong>de</strong>r-Waals-Kräfte<br />
Permeation_______________________________________________________________Seite 17<br />
Polarität <strong>de</strong>r Wechsel-<br />
2.3<br />
wirkungspartner<br />
Art <strong>de</strong>r Dipole<br />
Debye-Kräfte polar - dispers permanenter Dipol - induzierter Dipol<br />
Keesom-Kräfte polar - polar permanente Dipole<br />
Londonsche Dispersionskräfte<br />
dispers - dispers<br />
fluk<strong>tu</strong>ieren<strong>de</strong>r Dipol - induzierter<br />
Dipol<br />
Tab. 2-3: Löslichkeit von Sauerstoff und Wasser in Standardpolymeren, nach [54-56]<br />
Löslichkeit [kg/kg] (25°C, 1 bar) O2<br />
H2O (polar)<br />
Polypropylen (unpolar,<br />
γ<br />
=<br />
29 J/m2<br />
, 4<br />
Polyethylenterephthalat (polar,<br />
γ 44 J/m2<br />
= , 6 )<br />
)<br />
(unpolar)<br />
Wie <strong>de</strong>r Vergleich <strong>de</strong>r Glastempera<strong>tu</strong>r von PP und PET aus Unterkapitel 2.2 zeigt, kann<br />
bei Polypropylen für übliche Permeationsmessungen das Henrysche Gesetz zur<br />
Ermittlung <strong>de</strong>r Konzentration im Polymer herangezogen wer<strong>de</strong>n. Für PET hingegen ist<br />
die typische Messtempera<strong>tu</strong>r jedoch unterhalb <strong>de</strong>s Glaspunkts. Zur Beschreibung <strong>de</strong>r<br />
Löslichkeit sollte daher das "Dual Sorption"-Mo<strong>de</strong>ll angewandt wer<strong>de</strong>n.<br />
Untersuchungen zur Druckabhängigkeit <strong>de</strong>r Helium-Permeation an PET Folien zeigten<br />
jedoch nur eine geringe Abnahme <strong>de</strong>s Permeationskoeffizienten zu hohen<br />
6·10-5 6·10-2<br />
Drücken bis<br />
20 bar hin [57]. Ebenso fan<strong>de</strong>n Stannett und Williams [58] bei Messungen an<br />
PMMA-Folien, dass sich für eine große Anzahl leichter Gase <strong>de</strong>r Diffusionskoeffizient<br />
im glasartigen Zustand nur gering von <strong>de</strong>m im gummiartigen Zustand unterschied. Der<br />
Übergang vom gummiartigen auf <strong>de</strong>n glasartigen Zustand führt zu verän<strong>de</strong>rten<br />
Aktivierungsenergien während die Permeationsraten für kleine Moleküle nicht o<strong>de</strong>r nur<br />
gering variieren [59]. Die Messtempera<strong>tu</strong>en zur Bestimmung <strong>de</strong>r Aktivierungsenergie<br />
müssen daher so gewählt wer<strong>de</strong>n, dass man sich immer unterhalb o<strong>de</strong>r oberhalb <strong>de</strong>r<br />
Glastempera<strong>tu</strong>r befin<strong>de</strong>t. Für PP und auch für PET ist dies für alle in dieser Arbeit<br />
durchgeführten Untersuchungen <strong>de</strong>r Fall.<br />
1·10-4 6·10-5<br />
Insgesamt kann für übliche Messbedingungen auch für PET von druckunabhängigen<br />
Diffusions- und Löslichkeitskoeffizienten ausgegangen wer<strong>de</strong>n. Somit ist für leichte<br />
Gase wie Sauerstoff, Stickstoff, Helium, usw., nicht nur für PP, son<strong>de</strong>rn auch für PET<br />
die Gültigkeit <strong>de</strong>s Henryschen Gesetz gegeben [60]. Statt <strong>de</strong>r oft schwierig zu<br />
ermitteln<strong>de</strong>n Konzentrationsunterschie<strong>de</strong> im Polymer ist es daher möglich, <strong>de</strong>n<br />
wesentlich einfacher zu messen<strong>de</strong>n Partialdruckunterschied zwischen Hochdruckseite