höyrynläpäisy

Höyrynläpäisy on termi, jolla kuvaillaan aineen kykyä antaa kaasun diffundoitua sen läpi. Käytännön mittauksissa kyse on materiaalin läpäisyä kaasua vastaan tietyllä paine-erolla ja tilavuuden muutoksella ajan kuluessa. Höyrynläpäisy liittyy sekä kaasun liukenemiseen materiaalin sisään että sen diffuusioon sen poikki, ja siihen vaikuttavat sekä materiaalin koostumus että sen lämpötila ja paine.

Määritelmät ja yksiköt. Permeabiliteetti P määritellään suhteessa diffuusioon D ja liukenemiseen S sekä paksuuteen l kaavalla P = D × S / l. Käytännössä yleistettynä käytetään Barrer-yksikköä (1 Barrer = 1×10^-10 cm3(STP) cm /(cm2 s cmHg)) tai sen vastaavia yksikköjä permeansseille, kuten GPU. Permeanssi eli P/l eli läpäisevyys paksuuden suhteen antaa tavan verrata materiaaleja ohuilla kalvoilla.

Mittaukset ja menetelmät. Höyrynläpäisy mitataan usein perusläpäisymenetelmillä, kuten kuvakulmametodit constant-volume tai constant-pressure -periaatteella. Testivälineinä käytetään erilaisia kaasuita (esim. ilmaa, happea, typpeä, hiilidioksidia) sekä kontrolloituja lämpötiloja. Tulokset ilmoitetaan usein kokonaispermeabiliteettina tai läpäisevyytenä tietylle paksuudelle. WVTR (watervapour transmission rate) liittyy vesihöyrynläpäisyyn, joka on keskeinen erityisesti kosteutta kestävissä pakkausmateriaaleissa.

Faktoreita, jotka vaikuttavat. Höyrynläpäisy riippuu materiaalin rakenteesta (kristallisuus, vapaa tilavuus), epäorgaanisista täyteaineista, lämpötilasta, kosteudesta ja paine-erosta. Kiehkutus, orientaatio ja polymerisysteemin viskoelastiset ominaisuudet vaikuttavat positiivisesti tai negatiivisesti läpäisyyn.

Käyttökohteet. Alhaisesta höyrynläpäisyistä hyötyvät erityisesti elintarvike- ja lääkepakkaukset sekä tekniset kalvot, joissa halutaan säilyttää koostumuksen ja estää hapen tai kaasun pääsy. Korkea läpäisy on puolestaan hyödyllistä hengittävissä tekstiileissä ja joidenkin membranierintojen sovelluksissa. Höyrynläpäisy on keskeinen mittari materiaalin barier-ominaisuuksien arvioinnissa.