läpäisypitävyyteen

Läpäisypitävyys kuvaa materiaalin kykyä sallia aineiden, kuten kaasujen tai nesteiden, siirtymisen sen läpi. Se on keskeinen käsite esimerkiksi kalvo-, pakkaus-, rakennus- ja eristemateriaaleissa. Käytännössä läpäisypitävyys kertoo, kuinka nopeasti ja kuinka paljon aine siirtyy materiaalin kahden puolet erottavasta paine- tai konsentraatioerosta riippuen.

Periaatteessa läpäisypitävyys voidaan jakaa diffuusion ja sorptionin kautta. Diffuusiokerroin D kuvaa molekyylien liikettä materiaalin sisällä ja sorptio S sitä, kuinka paljon ainetta liukenee materiaaliin. Näiden tuloksena on permeabiliteetti P, jonka voidaan esittää usein muodossa P = D × S. Yleisimmät yksiköt ovat Barrer (P) sekä sovelluksissa käytetyt permeanssi- tai GPU-yksiköt. Periaatteellisesti mitatut arvot riippuvat lämpötilasta, paineesta ja kaasuseoksesta, ja mittausmenetelmät voivat olla esimerkiksi jatkuvan paineen tai jatkuvan massan menetelmien perusteella.

Mittaukset kohdistuvat sekä materiaalin läpäisyyn että sen läpäisyominaisuuksien erojen ymmärtämiseen. Perinteisiä mittausmenetelmiä ovat permeometri-tyypit, joissa paine-ero tai konsentraatioero ylläpidetään ja aineen virtausta tai massamuutosta mitataan. Tulokset antavat sekä D- että S-arvot tai suoran arvon P, jolloin voidaan arvioida materiaalin soveltuvuus haluttuun käyttötarkoitukseen.

Sovellukset vaihtelevat runsaasti: pakkausmateriaalit ja elintarvikepakkaukset, kaasujen erottaminen ja suodatus, rakennus- ja eristemateriaaleja sekä lääketieteelliset kalvot. Läpäisypitävyys on ratkaiseva tekijä tuotteen säilyvyyden, turvallisuuden ja energiatehokkuuden kannalta.

Lopuksi, läpäisypitävyys kuvaa olennaisesti materiaalin kykyä vastustaa tai sallia siirtymistä, ja sitä tarkastellaan sekä suunnittelussa että laadunvarmistuksessa.