PoreSchrumpfung

PoreSchrumpfung bezeichnet die Verringerung des Porenvolumens oder der Porengröße in porösen Materialien. Sie kann im Verlauf der Herstellung, Trocknung oder Nutzung auftreten und betrifft keramische, polymerbasierte, metallische sowie natürliche poröse Stoffe. Dabei geht es meist um eine Reduktion von Hohlräumen statt um deren krankhaftes Wachstum.

Die Ursachen liegen in physikalischen und chemischen Prozessen. Kapillarkräfte während der Trocknung ziehen Porenwände zusammen, wodurch das Porenvolumen sinkt. Beim Sintern oder bei Rein- und Aushärtungsprozessen verschmelzen Porenwände, wodurch sich die Poren vergrößern oder verkleinern können, oft mit Nettoverringerung der Gesamtkapazität. Chemische Reaktionen, Bindemittelverdichtung oder Phasenwechsel können ebenfalls Porenstrukturen schrittweise dichtmachen. In polymeren Systemen kann Schrumpfung durch Ab- oder Aufswellverhalten infolge Temperaturwechsel, Feuchteaufnahme oder Lösungsmittelaufnahme ausgelöst werden. In geologischen Materialien führt Porenschrumpfung oft durch mechanischen Druck, diagenetische Prozesse oder Kristallisation.

Messung und Charakterisierung erfolgen über Porosität, Porengrößenverteilung und Durchlässigkeit. Verfahren wie Mercury Intrusion Porosimetry,Rigasiertes Helium-Pyknometrie, BET-Betrachtungen oder kleine-Winkelstreuung geben Aufschluss über Größenänderungen der Poren. Bildgebende Verfahren (z. B. Mikro-CT) ermöglichen eine räumliche Visualisierung der Schrumpfung.

Bedeutung und Auswirkungen reichen von veränderten mechanischen Eigenschaften und Permeabilität bis zu veränderten thermischen und akustischen Eigenschaften. In der Praxis ist PoreSchrumpfung sowohl bei der Materialherstellung (z. B. Keramik, Beton, Polymere) als auch bei Endprodukten als Qualitäts- und Leistungsfaktor von Bedeutung.