Газопроницаемость

Определение "Газопроницаемость" в Большой Советской Энциклопедии

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