Trägergas Permeationsmessung

Mecadi-Labordienstleistung

Die Bestimmung der Gasdurchlässigkeit von Kunststoffen ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl und Entwicklung von Materialien. Wir bieten Ihnen verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Permeation an – unter anderem auch die Messung mit der sogenannten Trägergasmethode (auch „Spülgasmethode“ genannt).

Dieses Verfahren basiert auf den Prüfnormen DIN 53380-3 bzw. DIN 53380-S oder ISO 2872:1977. Über die Normbedingungen hinaus bieten wir einen weiten Druck- und Temperaturbereich für eine individuelle Prüfung an.

Die Prüfzelle besteht hierbei aus zwei Kammern, die durch das zu untersuchende Material (z.B. Folie / Platte) getrennt sind (siehe schematische Darstellung unten). Eine Kammer wird mit dem Prüfgas, z.B. Wasserstoff, gefüllt (sog. Feed-Seite), während die gegenüberliegende Kammer von einem Trägergas, in der Regel Luft, durchströmt wird. Die Permeation des Gases durch das Material führt zu einer Anreicherung des Pentrants im Trägergasstrom. Durch quantitative Analyse des Penetrants im Trägergasstrom kann die Permeationsrate des Werkstoffs bei Kenntnis der Trägergas-Durchflussrate berechnet werden.

Schematische Darstellung des Messaufbaus zur Permeations-Bestimmung mittels Trägergas-Verfahren.

Die Vorteile unserer Dienstleistung

• Präzise Messergebnisse: Wir bieten Ihnen genaue Messungen von Permeations- rate/-koeffizient sowie Diffusions-Koeffizient, basierend auf anerkannten Standards, wie der ISO 15105 oder der CSA/ANSI CHMC 2:19.
• Flexibilität bei Prüfbedingungen: Wir bieten eine breites Spektrum an Prüfbedingungen an, einschließlich variabler Temperaturen (-50 °C bis +150 °C) und Drücken (bis zu 1000 bar), um den spezifischen Anforderungen Ihres Projekts gerecht zu werden.
• Erweiterte Tests: Neben der Standardmessung der Permeabilität bieten wir auch weitergehende Untersuchungen an, wie z.B. die Bestimmung von Diffusionskoeffizienten, Gaslöslichkeiten (Sorption und Desorption).
• Individuelle Beratung: Unser Team steht Ihnen beratend zur Seite, um die besten Testmethoden für Ihre spezifischen Materialien und Anforderungen zu ermitteln.

Nachweisgrenzen und Empfehlungen

Die Trägergasbasierte Permeationsmessung bietet eine hohe Empfindlichkeit und ermöglicht die Bestimmung von Permeationsraten für Folien / Platten ab ca. 3,0E-04 bis 3,0 E-03 cm³ Tag^-1 bar^-1 (0,1 bis 1 cm³ m^-2 Tag^-1 bar^-1).  Die angegebenen Raten beziehen sich dabei auf eine Partialdruckdifferenz von 100 bar bzw. 10 bar. Für Bauteile / Hohlkörper / Rohre können die angegebenen Nachweisgrenzen abweichen.

Anforderungen an Ihre Proben

• Für eine präzise Messung benötigen wir Ihre Proben in einem Format, das den Normanforderungen (kreisförmige Ausschnitte mit mindestens 100 mm Durchmesser, oder DINA4-Bögen) entspricht. Zur Standard-Vermessung benötigen wir Proben mit einem Durchmesser / Kantenlänge von mindesten 90 mm.
• Wichtig ist, dass die Probe repräsentativ für das Material ist und keine Fehler oder Defekte aufweist.
• Dickenvariation < 5%, Rauigkeit r(a) < 20 μm.
• Die Dicke der Probe bestimmen wir gerne für Sie nach ISO 4593.
• Probenzuschnitt aus größeren Gebinden realisieren wir durch Schneiden, Stanzen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden (extern).
• Bei Gewebeenthaltenden-Proben bieten wir zusätzlichen Schnittkanten-Maskierung an, um falsch-zu-niedrig Fehlbefunde vorzubeugen.
• Wir empfehlen, mindestens drei unabhängige Muster pro Test zu senden. Üblicherweise messen wir Proben mit einer Dicke von 20 µm bis 3 mm. Andere Dicken sind auf Anfrage ebenfalls möglich.

Prüfmedien

Wir bieten eine breite Palette an verschiedensten Prüfgasen und -Flüssigkeiten, um flexibel auf Ihre Anfrage reagieren zu können. Darunter beispielsweise:

Standard: Wasserstoff, CO₂ etc.

Spezialitäten:  NH₃, H₂S, NO, NO₂, kurzkettige Alkane, etc.

Ergebniseinheiten

• Flächenbezogen Durchlässigkeit (Permeations-Rate): cm³ m^-2 Tag^-1 bar^-1  
• Zusätzliche Normierung auf Musterdicke (Permeationskoeffizient: cm³ mm m^-2 Tag^-1 bar^-1
• Längenbezogene Durchlässigkeit bei Rohren: cm³ lfm^-1 Tag^-1 bar^-1
• Angabe cm³ im Normzustand nach DIN 1343: Gasvolumen bei 273,15 K (0 °C) und 1,01325 bar (1 atm).

Kontaktieren Sie uns!

Möchten Sie mehr über unsere Trägergasbasierte Permeationsmessung erfahren oder eine Messung für Ihre Materialien anfragen? Unser Team steht Ihnen gerne zur Verfügung, um alle Details zu besprechen und Ihnen mit maßgeschneiderten Lösungen zu helfen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über unsere Dienstleistungen zu erfahren und Ihre spezifischen Anforderungen zu besprechen.

(Verwandte) Normen

• DIN 53380-1,
• DIN 53380-2,
• DIN 53380-4: Verfahren zur Bestimmung der Gasdurchlässigkeit,
• ISO 1399:1983: Elastomere, Bestimmung der Gasdurchlässigkeit, Prüfung mit konstantem Volumen,
• ISO 2872:1977: Elastomere, Bestimmung der Gasdurchlässigkeit, Prüfung mit konstantem Druck.

Übrigens: Eine vollständige Auflistung unserer Prüfmethoden und Dienstleistungen finden Sie hier: https://www.mecadi.com/de/permeationsmessungen/ (weitere auf Anfrage)