Permeacja

Permeacja jest procesem przemieszczania się cząsteczek substancji przez barierę materiałową, taką jak membrana lub porowaty materiał. Przejście to zachodzi w wyniku różnicy potencjału chemicznego, ciśnienia parcjalnego lub gradientu stężenia między stronami bariery i obejmuje sorpcję na wejściu, dyfuzję przez materiał oraz desorpcję na wyjściu.

W bariery gęstej, typowo polimerowej, dominującym mechanizmem jest zjawisko rozwiązanie-dyfuzja: penetrant rozpuszcza się w materiale, przenika poprzez dyfuzję, a następnie desorbuje się po drugiej stronie. W membranach porowych permeacja może przebiegać głównie przez przepływ w porach lub dyfuzję w porach, co daje selektywność zależną od rozmiaru cząstek i chemicznego dopasowania. Ogólna szybkość permeacji zależy od współczynnika permeacyjnego, grubości bariery i różnicy gradientu, a także od temperatury.

Czynniki wpływające na permeację obejmują chemiczną zgodność penetrantu z barierą, polarność, temperaturę, ciśnienie, wilgotność oraz starzenie materiału. W odniesieniu do gazów używa się pojęć przepuszczalność i selektywność; dla płynów – współczynnik permeacyjny i dyfuzji. Jednostki obejmują Barrer i permeancję w GPU; permeancję definiuje się jako permeability podzieloną przez grubość bariery.

Zastosowania permeacji obejmują ochronę pakowaną, separację gazów, oczyszczanie wody, medyczne urządzenia i odzież ochronną, a także powłoki bariery. W badaniach permeacji mierzy się czas-lag lub metody stałego objętości, aby wyznaczyć parametry permeacyjne i dyfuzyjne.