Feuchtigkeitsaufnahme

Feuchtigkeitsaufnahme bezeichnet den Prozess, bei dem Stoffe Wasser aus der Umgebungsluft aufnehmen. Sie ist ein charakteristisches Merkmal hygroskopischer Materialien, zu denen viele natürliche und synthetische Stoffe gehören. Die Aufnahme hängt stark von Umgebungsbedingungen ab und kann das Materialverhalten maßgeblich beeinflussen.

Der Vorgang erfolgt überwiegend durch physikalische Mechanismen wie Adsorption an Oberflächen und Kapillarkondensation in Poren. In geringerem Maße kann es zu chemischen Reaktionen kommen, etwa Hydratation. Die Menge der aufgenommenen Feuchtigkeit wird oft durch eine Sorptionsisotherme beschrieben, die das Gleichgewicht zwischen relativer Luftfeuchte und Feuchtigkeitsgehalt im Material bei konstanter Temperatur abbildet.

Wichtige Größen sind Gleichgewichtsfeuchte (EMC) und der Verlauf der Feuchtigkeitsaufnahme. Mit steigender relativer Luftfeuchte nimmt die Feuchtigkeit zu; beim Abkühlen oder Trocknen kann es zu Hysterese kommen. Die Aufnahmegeschwindigkeit hängt von Diffusion, Porenstruktur, Oberflächenchemie und Temperatur ab und kann zeitlich unterschiedlich verlaufen.

Messmethoden reichen von gravimetrischen Messungen unter kontrollierter Feuchte bis zu dynamischen Feuchtigkeits-Sorptionsexperimenten (Dynamic Vapor Sorption, DVS), bei denen Masseänderungen in Abhängigkeit von RH gemessen werden. Modelle der Sorptionsisotherme ermöglichen die Beschreibung des Gleichgewichtszustands und der Hysterese.

Anwendungen finden sich in Bauwesen, Textilien, Verpackungen und Elektronik. Die Feuchtigkeitsaufnahme beeinflusst Dimension, Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Lebensdauer von Materialien. Sie kann Korrosion, Schimmelbildung oder Veränderungen der mechanischen Eigenschaften begünstigen. Eine kontrollierte Feuchteführung ist daher in vielen Bereichen von zentraler Bedeutung.