Diffusion und Permeation von Gasen in Hochpolymeren in Abhängigkeit vom Kritallisationsgrad und von der Temperatur

Abstract

Nach der Barrerschen Methode werden die Permeations-, Diffusions- und Löslichkeitskoeffizienten permanenter Gase in Terylen und Polypropylen verschiedenen Kristallisationsgrades bestimmt. Die drei Größen sind bei den kristallisierten Stoffen gegenüber den entsprechenden amorphen erheblich erniedrigt. Ebenso verhält es sich mit den nach einer Sorptionsmethode bestimmten Diffusions- und Löslichkeitskoeffizienten von Wasserdampf in Terylen. Die Erniedrigung der Koeffizienten infolge der Kristallisation der Polymeren ist eine Funktion der Gasart sowie der Temperatur. Daraus wird gefolgert, daß sich das teilkristalline Polymere für die Diffusion und Sorption der Gase nicht wie ein Zweiphasensystem mit einer durchdringlichen (amorphen) und einer undurchdringlichen (kristallinen) Phase verhält. Die aus der Temperaturabhängigkeit des Gastransportes bestimmten Aktivierungsenergien der Diffusion und Permeation werden infolge der Kristallisation der Polymeren ebenfalls etwas ernieddrigt. Daraus darf geschlossen werden, daß durch die Kristallisation des Polymeren die Transportphase nicht nur verringert, sondern auch physikalisch verändert wird. Dieses wird modellmäßig so interpretiert, daß in morphologisch durchkristallisierten Polymeren die Diffusion in Fehlstellen und Fehlordnungsbereichen oder auch Korngrenzen erfolgt, in denen die Kettenbeweglichkeit geringer als im reinen amorphen Stoff ist.