Газопроницаемость

Газопроницаемость, свойство твёрдого тела, обусловливающее прохождение газа через тело при наличии перепада давления. В зависимости от структуры твёрдого тела и величины перепада давления различают три основных типа газопроницаемости: диффузионный поток, молекулярную эффузию, ламинарный поток.

  Диффузионный поток определяет газопроницаемость при отсутствии в твёрдом теле пор (например, газопроницаемость полимерных плёнок или покрытий). В этом случае газопроницаемость складывается из растворения газа в пограничном слое тела, диффузии его через тело и выделения газа с др. стороны тела.

  Молекулярной эффузией называют газопроницаемость через систему пор, диаметр которых мал по сравнению со средней длиной свободного пробега л молекул газа (при давлении 10-3—10-4 мм рт. ст., 1 мм рт. cm. = 133,322 н/м2).

  Ламинарное течение газа через твёрдое тело имеет место при наличии в нём пор, диаметр которых значительно превышает l. При дальнейшем увеличении диаметра пор и переходе к крупнопористым телам (например, ткани) газопроницаемость определяется законами истечения из отверстий.

  Газопроницаемость веществ характеризуют коэффициент проницаемости Р (м4/сек·н, или см2/cek·am, 1 см2/сек·am = 1,02 10-9 м4/сек·н), объёмом газа, прошедшего за 1 сек через единичную площадку в теле (перпендикулярную к потоку газа) при перепаде давления, равном единице. Коэффициент Р зависит от природы газа, поэтому обычно газопроницаемость веществ сравнивают по их коэффициент водородопроницаемости. Ниже приведены значения Р (см2/сек·am) некоторых материалов при 20°С:

  Металлы................................10-18 - 10-12

  Стекла....................................10-15 - 10-19

  Полимеры (плёнки)..............10-12 - 10-5

  Жидкости...............................10-7 - 10-5

  Бумага, кожа..........................10-5 - 10

  Широко применяемые во всех областях производства полимерные материалы занимают по своей газопроницаемости промежуточное положение между неорганическими твёрдыми материалами и жидкостями. Значение Р (в единицах 108 см2/сек- am) для полимерных материалов составляет:

  Кремнийорганический каучук.................390

  Натуральный каучук................................ 30

  Полистирол.............................................. 6,9

  Полиэтилен низкой плотности............. 5,9

  Найлон.................................................... 0,7

  Полиэтилентерефталат (лавсан)........... 0,5

  Наибольшей газопроницаемостью обладают аморфные полимеры с очень гибкими молекулярными цепями, находящиеся в высокоэластическом состоянии (каучук). Кристаллические полимеры (например, полиэтилен) имеют значительно меньшую газопроницаемость. Очень малой газопроницаемостью обладают высокомолекулярные стеклообразные полимеры с жёсткими цепями. Объясняется это тем, что более гибкие цепи легко смещаются, пропуская молекулы диффундирующего газа.


ПраймКемикалсГрупп