Svällbarheten

Svällbarheten, eller svällbarhet, är en materials egenskap som beskriver ett materials förmåga att öka sin volym när det utsätts för vätska eller lösningsmedel. Svällning uppstår när vätskan diffunderar in i materialets inre struktur och når en jämvikt mellan osmotic tryck och elastiska krafter i materialet. Resultatet är ofta förändringar i volym, densitet, mekaniska egenskaper och permeabilitet.

Orsaker och påverkan på svällning inkluderar kemisk sammansättning, nätverkets tvärbindningar i polymerer, porositet och kristallstruktur, samt typen av vätska, temperatur och jonstyrka. Polära lösningsmedel tenderar att svälla polära polymertik, medan icke-polära lösningsmedel kan påverka andra typer av material. Ökade temperaturer och lägre tvärbindning brukar generera större svällning i många polymerbaserade system.

Mätning och begrepp kring svällbarhet innefattar ofta svällningsgrad eller svällningsfaktor. Vanligt används definitionssätt är: volymbaserad svällning ΔV/V0 och massbaserad svällning Δm/m0, där V0 (eller m0) är initial volym (eller massa) och Vs (eller ms) är volymen (eller massan) i svällt tillstånd. Metoderna inkluderar gravimetrisk viktmätning och volym-/Bildbaserade tekniker vid konstant exponering.

Användningsområden sträcker sig från hydrogeler inom biomedicin till polymerbaserade förpackningar och jord- samt byggmaterial där svällning påverkar stabilitet och funktion. Förståelse av svällbarhet är viktigt för att förutse långsiktig beteende och prestanda i olika miljöer.