Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...

GDP/E kann durch das Evakuieren beider Teilvolumina bis zu Enddrücken von unter
10-2mbar zum einen ein Druckgradient gegen Null eingestellt werden, zum anderen
permeiert auch in der Probe gelöstes Gas aus dieser heraus und wird abgepumpt. Bei hier untersuchten Proben war in der Regel eine Evakuierzeit von 30-45 min für ein
Ausdiffundieren des Gases aus der Probe ausreichend. Zur Messung wird nun ein
Teilvolumen (Hochdruckseite) mit dem Messgas unter konstantem Druck gespült. Das
andere Teilvolumen wird je nach Messgerätetyp entweder mit reinem Trägergas (N2)
gespült (OxTran und WDDG) und so ein konstanter verschwindender Partialdruck des
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Messgases aufrecht erhalten oder der Partialdruck des Messgases steigt zeitabhängig an
(GDP/E). Beim GDP/E erhält man aus dem zeitabhängigen Verlauf eine
Durchbruchskurve, wie sie bereits in den Grundlagen Abschn. 2.3.1 S. 22 beschrieben
wurde. Aus dieser kann nun sowohl die Löslichkeit S im Polymer als auch der
Diffusionskoeffzient D und damit auch der Permeationskoeffizient P bestimmt werden;
siehe Abschn. 2.3.1, S. 12f. Bei dem Gerät der Firma Mocon hingegen ist durch das
Spülen mit Trägergas eine Bestimmung der Durchbruchskurve und damit die
Bestimmung der Löslichkeit und des Diffusionskoeffizienten nicht möglich. In beiden
Fällen gibt jedoch die Steigung der gemessenen Kurve im stationären Zustand die
Durchlässigkeit Q der untersuchten Probe an.
Die Detektion des permeierten Gases im Trägergasstrom erfolgt coulometrisch in einer
Elektrolysezelle. So misst man im Fall der Wasserdampf und Sauerstoffpermeation
einen zeitabhängigen Strom, aus dem über das ideale Gasgesetz und das Faradaygesetz
die exakte permeierende Gasmenge bestimmt werden kann. Vorteil dieser Methode ist
die hohe Genauigkeit, nachteilig ist jedoch, dass nur H2O und gemessen werden
können. Im GDP/E wird hingegen der Partialdruck- bzw. der Totaldruckanstieg direkt
mit einem piezoelektrischen Drucksensor detektiert. Dadurch lassen sich nahezu alle
Gase messen. Aus dem zeitabhängigen Druckverlauf kann auch in diesem Fall auf die
permeierende Stoffmenge geschlossen werden. Aufgrund des Drucksensors ist die
Messgenauigkeit jedoch niedriger als bei den anderen Methoden. Tab. 4-2 fasst einige
charakteristische Eigenschaften der verschiedenen Messgeräte zusammen.
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