Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...

Insgesamt zeigt das Modell den wichtigen Aspekt der lateralen Diffusion des
permeierenden Stoffes im Polymer in der Nähe des Defektrandes und trägt so zum
besseren Verständnis der beobachteten Barrierewirkung bei. Da der von den Autoren
vorgestellte Ansatz jedoch physikalisch nicht richtig ist, ist eine quantitative
Permeationsvorhersage mit diesem Modell nicht durchführbar. Dies zeigt sich auch in
den teils deutlichen Abweichungen von genaueren numerischen Modellen.
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Risse und andere nichtkreisförmige Defekte in der Beschichtung einer Folie stellen ein
oft beobachtetes Problem dar. Czeremuszkin, Latreche und Wertheimer [91]
erweiterten ihr Modell durch heuristische Betrachtung dahingehend, dass eine
Berechnung der Permeationsrate solcher Defekte bei bedampften Polymeren möglich
wurde:
j
=
-------------rbχ2 ⎛ + ---- ⎞ + 2
A ⎝ d ⎠
NDφ0
(2-39)
φ0 rl rb
wobei N/A wiederum die Defektdichte (Anzahl pro Gesamtfläche), D den Diffusionskoeffizienten,
d die Polymerdicke und Konzentration im Polymer im Bereich des
Defekts darstellt. χ = ⁄ gibt das Aspektverhältnis von Risslänge -breite
wieder.
rb
die
zu
Die für elliptische, dreieckige und rechteckige Rissdefekte und variierenden
Aspektverhältnissen bestimmten Permeationsraten-Kurven zeigten dabei für den
beinahe gesamten Kurvenbereich den gleichen proportionalen Zusammenhang
zwischen Aspektverhältnis und Durchlässigkeit. Lediglich bei Längen zu
Breiten-Verhältnissen von unter 10 wichen die Kurven voneinander ab. Die
Permeationswerte der rechteckigen Rissdefekte lagen in diesem Bereich etwas über
denen der elliptischen bzw. dreieckigen
rlrb
Risse.
Die Barriereverbesserung, das heißt die Reduzierung der Permeationsrate durch das
Bedampfen, gaben die Autoren mit:
-----------------
j
jPolymer
=
-----------------------------------
1
f 2d -----
2d
+ ----- + 1
(2-40)
an. Wobei
f =
den Anteil unbeschichteter Fläche beschreibt.
Obwohl Messdaten zur Defektgröße und Häufigkeit vorlagen, wurde auch hier nicht
näher auf einen quantitativen Vergleich zwischen berechneten und experimentell
gemessenen Daten eingegangen. Die Autoren folgerten lediglich, dass mit Hilfe ihrer
Defektanalysemethode und des vorgestellten Modells eine Vorhersage möglich sei und
die alleinige Betrachtung der unbeschichteten Fläche nicht ausreicht, um die zu
erwartende Durchlässigkeit zu berechnen. Da auch dieses Modell auf physikalisch nicht
rb
NrlrbA ⁄
rl