نفوذ پذیری یا تراوایی گاز چیست؟

تراوایی گازها یا نفوذ گازها چیست؟ چه کاربردی دارد؟

تراوایی گاز یا نفوذپذیری گاز به معنای خاصیت مواد جامدی است که اجازه عبور گاز از ماده را در حضور اختلاف فشار می دهد. بسته به ساختار جامد و مقدار اختلاف فشار، بین سه نوع اصلی نفوذپذیری گاز تمایز قائل می‌شود: جریان انتشار، افیوژن مولکولی، و جریان آرام.

پلیمرهایی که به طور گسترده در تمام بخش‌های تولید استفاده می‌شوند، با توجه به نفوذپذیری گاز بین جامدات معدنی و مایعات، موقعیت متوسطی را اشغال می‌کنند.

به طور کلی ۳ فرآیند شامل عبور گاز یا بخار از یک پلیمر است:

• جذب گونه های نفوذ کننده به پلیمر.
• انتشار از طریق پلیمر.
• دفع گونه های نفوذ کننده از سطح پلیمر و حذف.

پلیمرهای آمورف با زنجیره های مولکولی بسیار انعطاف پذیر در حالت بسیار الاستیک (مانند لاستیک ) بیشترین نفوذپذیری گاز را دارند. پلیمرهای کریستالی – برای مثال پلی اتیلن – نفوذپذیری گاز بسیار کمتری دارند. پلیمرهای شیشه مانند ماکرو مولکولی با زنجیره های سفت و سخت ، نفوذپذیری گاز بسیار پایینی دارند. این به دلیل است _ این واقعیت است که زنجیره های انعطاف پذیرتر به راحتی جابجا می شوند و در نتیجه مولکول های گاز منتشر شده را عبور می دهند .

کاربرد نفوذپذیری گاز ها

بسته بندی

یکی از مهم ترین مواردی که باید به تراوایی گاز توجه کرد، بسته محصولات است. نفوذپذیری بسته بندی ها (مواد غذایی، مواد صنعتی و…) باید با حساسیت محتویات بسته بندی و ماندگاری مشخص شده مطابقت داشته باشد. برخی از بسته ها باید دارای بسته بندی تقریباً نفوذناپذیر باشند. در حالی که برخی دیگر می توانند به طور انتخابی نفوذپذیر باشند. بنابراین بررسی نرخ نفوذ دقیق ضروری است.

لاستیک ها

از کاربردهای تراوایی گاز در پلاستیک ها می توان به لاستیک خودروها اشاره کرد. فشار باد لاستیک ها باید تا حد امکان به کندی کاهش یابد. لاستیک خوب لاستیکی است که کمترین مقدار نفوذ گاز را داشته باشد. نفوذ لاستیک ها به مرور زمان رخ می دهد، بنابراین بهتر است از نفوذپذیری ماده ای که لاستیک را با گاز مورد نظر تشکیل می دهد بدانید تا کارآمدترین لاستیک ها را بسازید.

کاربردهای پزشکی

تراوایی گاز در زمینه پزشکی در داروسازی و بسته بندی دارو بسیار اهمیت دارد. ظروف و خشاب های دارویی که از مواد پلیمری تشکیل شده‌اند، حاوی یک مخزن شیمیایی هستند که فراتر از حلالیت بارگذاری می‌شود و سپس از طریق تماس به بدن منتقل می‌شود. برای اینکه ماده شیمیایی خود را در بدن آزاد کند، باید با توجه به گرادیان غلظت، از طریق غشای پلیمری نفوذ کرده و منتشر شود.

به دلیل حلالیت بیش از حد مخزن، انتقال دارو از مکانیسم انفجار و تاخیر پیروی می کند. هنگامی که دارو با پوست تماس پیدا می کند، سرعت انتقال بالایی از دارو وجود دارد. اما با افزایش زمان، گرادیان غلظت ایجاد می شود، به این معنی که تحویل دارو به سرعت ثابت می رسد. این در انتشار دارو بسیار مهم است و در مواردی مانند سیستم Ocusert استفاده می شود. اما در حوزه پزشکی نیز مورد مخالف را می توان یافت. از آنجایی که آمپول ها ممکن است حاوی مواد دارویی بسیار حساس برای تزریق باشند، بسیار مهم است که مواد استفاده شده از ورود هر نوع ماده به محصول دارویی یا تبخیر آن جلوگیری کند. برای این، آمپول ها اغلب از شیشه و کمتر از مواد مصنوعی ساخته می شوند.

کاربردهای فنی

در تولید لامپ های هالوژن، گازهای هالوژن باید از نزدیک محصور شوند. شیشه می تواند مانع عالی برای محصور شدن گاز باشد. بدین ترتیب، انتقال به الکترود حیاتی است. اما به دلیل تطبیق انبساط حرارتی بدنه شیشه و فلز، انتقال کار می کند.

ثابت‌های نفوذپذیری گاز در پلیمرها معمولاً با واحدهای مرکب بیان می‌شوند که حاوی ترکیبات متعددی از واحدهای مختلف برای بیان واحدهای هر جزء استفاده می شود. با این حال، ثابت‌های نفوذپذیری مواد غیر گازی در غشاهای پلیمری معمولاً با واحدهای cm2/sec  بیان می‌شوند که با واحدهای ثابت انتشار یکسان هستند.

کلام آخر

تراوایی گاز یکی از مهمترین ویژگی های کاربردی در انتخاب پلیمرها برای کاربردهای مختلف است. شرکت شمش پلاستیک آزادی تولیدکننده انواع شمش، بوشن، لوله، میله، ورق و فوم پلاستیکی است. این شرکت با چند دهه سابقه درخشان تولید کننده انواع پلاستیک مانند زلامید، پلی کربنات، پلی آمید، پلی اتیلن، پلی استال، پلکسی گلس و… می باشد. برای قیمت ورق پلی اتیلن، قیمت ورق پلی آمید و انواع پلاستیک در شکل های مختلف تماس بگیرید.