Gasdurchlässigkeitstests

Gasdurchlässigkeitstests messen die Fähigkeit eines Materials, Gas durch seine Struktur hindurch zu transportieren. Sie dienen der Bewertung von Barriereeigenschaften, zum Beispiel gegenüber Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff oder Wasser.

Grundlagen: Der Durchlässigkeitskoeffizient P ist das Produkt aus Diffusionskoeffizient D und Löslichkeit S: P = D · S. Die Tests erfassen Transmissionsrate und Time-Lag und melden Ergebnisse in Barrer oder OTR/GTR. Druck- oder Volumenunterschiede werden genutzt; manche Verfahren beobachten konstante Gasmenge oder konstanten Druck.

Typische Testmethoden: Der Test kann als konstant-volumen/variabel-volumen oder Time-Lag durchgeführt werden. Üblich sind Messungen von Sauerstoff-, CO2-Transmission (OTR, GTR) sowie Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR). Materialien können dünn oder dick, beschichtet oder mehrschichtig sein.

Aufbau und Vorgehen: Proben werden in eine Messzelle eingespannt, zwischen Gas- bzw. Feuchtigkeitsfluss und Detektor. Änderung des Drucks oder der Gasmenge wird aufgezeichnet, oft temperaturgesteuert. Ergebnisse erfolgen durch Kalibrierung gegen Referenzmaterialien.

Anwendungen und Standards: In der Verpackungsindustrie, Lebensmittel-, Pharmabereich, Polymer- und Membranforschung liefern Werte Hinweise auf Haltbarkeit oder Trennleistungen. ISO-, ASTM- oder europäische Normen legen Aufbau, Probenform, Gasarten und Einheiten fest.

Einflussfaktoren und Qualität: Dicke, Temperatur, Feuchtigkeit, Materialhomogenität beeinflussen Ergebnisse; sorgfältige Probenvorbereitung, Dickenmessung, Orientierung (aniso­trope Materialien) und Reproduzierbarkeit sind entscheidend.