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 Г.: диффузионный поток, молекулярную эффузию, ламинарный поток.
Диффузионный поток определяет Г. при отсутствии в твёрдом теле пор (например, Г. полимерных плёнок или покрытий). В этом случае Г. складывается из растворения газа в пограничном слое тела, диффузии его через тело и выделения газа с др. стороны тела.
Молекулярной эффузией называют Г. 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) Г. определяется законами истечения из отверстий.
Г. 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 Г. 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 Г. 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 Г. обладают аморфные полимеры с очень гибкими молекулярными цепями, находящиеся в высокоэластическом состоянии (каучук). Кристаллические полимеры (например, полиэтилен) имеют значительно меньшую Г. Очень малой Г. обладают высокомолекулярные стеклообразные полимеры с жёсткими цепями. Объясняется это тем, что более гибкие цепи легко смещаются, пропуская молекулы диффундирующего газа.