Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBFDie Gassorption in Kunststoffen für Anwendungen in Bereichen wie Verpackung, Elektronik, Medizin und Wasserstoffspeicherung ist eine wichtige Eigenschaft. Gassorption bezieht sich auf den Prozess, bei dem ein Gas in einem Feststoff aufgenommen wird. In Kunststoffen tritt Gassorption in der Regel aufgrund von Wechselwirkungen zwischen den Gasmolekülen und den Polymerketten auf. Diese Wechselwirkungen können auf verschiedenen Mechanismen beruhen, wie zum Beispiel Van-der-Waals-Kräften, Wasserstoffbrückenbindungen oder chemischen Reaktionen.
Die Gassorption in Kunststoffen kann sowohl positive als auch negative Auswirkungen haben. Auf der positiven Seite steht zum Beispiel kontrollierte Gasdurchlässigkeit in Lebensmittelverpackungen oder in der Medizintechnik. Negative Effekte sind beispielsweise Veränderungen der mechanischen Eigenschaften oder der optischen Transparenz. Darüber hinaus können bestimmte Gase, wie beispielsweise Sauerstoff, zur Degradation von Kunststoffen beitragen und somit die Lebensdauer des Materials verringern. Insbesondere im Bereich der Wasserstoffspeicherung sind Diffusion und Permeation von besonderer Bedeutung.
Am Fraunhofer LBF steht für Gassorptionsmessungen eine Gassorptionswaage zur Verfügung, die in einem Temperaturbereich von 20°C bis 150°C und einem Druckbereich von 0 bar bis 350 bar Messungen mit verschiedenen Gasen ermöglicht. Die Messwerte und daraus berechnete Materialeigenschaften helfen, Kunststoffe und Elastomere bezüglich ihrer Sorptionseigenschaften zu charakterisieren und dienen als Eingangsparameter für mathematische Modelle und Simulationen.
