läbitungimisest

Läbitungimisest on nähtus, mille käigus aine või gaas liigub läbi piirava materjali või barjääri kahe erineva keskkonna vahel. See protsess on oluline paljudes valdkondades, sealhulgas pakendamisel, gaaside ja vedelike eraldamisel, materjalitehnoloogias ning keskkonnauuringutes. Läbitungimine võib toimuda erinevatel transportmehhanismidel ning sõltub nii barjääri omadustest kui ka läbiviiva aine iseloomust.

Peamised mehhanismid on difusioon (liikumine kontsentratsioonigradientide tõttu), lahustumine membraanisse ja selle difundeerumine ning vajadusel advektsioon. Polümeeridest koosnevates membraanides kirjeldatakse sageli lahustumis-difusioonimudelit: läbiviija lahustub membraanisse, difundeerub läbi selle ja eraldub teisel poolel. Läbitungivus koefitsient P kirjeldab kogu protsessi ning selle väärtus sõltub D-diffusioonikordajast ja S-lahustuvusest: P = D × S.

Faktorid, mis kiirust mõjutavad, hõlmavad materjali paksust ja struktuuri (kristallilisus, amorfsus, porosus, polaarus), temperatuur, rõhu gradient ning läbiviija keemiline koostis ja suurus. Üldiselt suurendab kõrgem temperatuur ja suurem gradient läbitungivust; materjali ja lahusti koostoimeid reguleerivad ka plastifikatsioon ja swelling.

Mõõtmine ja rakendused: Läbitungivust mõõdetakse tavaliselt koefitsiendina P; laborites kasutatakse erinevaid katseviise, sealhulgas aja-viite (time-lag) meetodit ja konstantse mahu/konstantsesse rõhku meetodeid. Rakendused hõlmavad toidupakendeid, gaaside ja vedelike eraldamiseks mõeldud membraane, tööstuslikke filtreid ning meditsiinilisi katteid.