Zivilschutz- Forschung - Schutzkommission

3 Physikalisch-chemische Grundlagen der
Dekontamination
Für das Verständnis der bei einem Chemikalienkontakt mit einem Schutzanzug
bzw. anderen Materialien zu beobachtenden Erscheinungen, wie Chemikaliendurchtritt,
Quellung oder Zerstörung des Polymeren sind Kenntnisse der zu Grunde liegenden
allgemeinen Gesetze der Thermodynamik und Kinetik hilfreich. Die folgenden
Ausführungen sollen die wesentlichen Zusammenhänge deutlich machen.
3.1 Solvent-Polymer-Wechselwirkungen
Bei Kontakten von Polymeren mit Chemikalien kommt es zu vielfältigen Wechselwirkungen
auf molekularer Ebene. Dabei sind die Eigenschaften des Polymermaterials
nicht starr, sondern verändern sich mit Eintritt bzw. Lösung von Molekülen der
einwirkenden Chemikalie. Man bezeichnet daher den angreifenden chemischen
Stoff häufig als Lösungsmittel (LM, im Englischen Solvent), auch wenn es sich dabei
nicht um Lösungsmittel im gebräuchlichen Sinn handelt. Der Begriff Lösungsmittel
bzw. Solvent wird im Folgenden meist in diesem stofflich umfassenderen
Sinn verwendet. Er ist im Übrigen gleichbedeutend mit dem in dieser Arbeit häufig
verwendeten Begriff des Kontaminanten.
Unter Solvent-Polymer-Wechselwirkungen wird das Gesamtfeld physikalischchemischer
Wechselwirkungen verstanden, zu denen es beim Kontakt von Solvent-
und Polymer-Molekülen bzw. -Molekülteilen kommt. Makroskopisch sind sie
z. T. an einer Reihe typischer Erscheinungen und Effekte erkennbar. Hierzu
zählen insbesondere die Quellung und die Permeation. In engem inhaltlichen
Zusammenhang stehen auch die Penetration, das Herauslösen von Polymerbestandteilen
sowie die Degradation bzw. Zerstörung der Polymermatrix.
Unter Penetration ist definitionsgmäß der rein physikalische Prozess des massenhaften
Durchtritts von LM-Molekülen durch eine Polymermembran infolge reiner
Konvektion, d.h. wechselwirkungsfreiem Transport, zu verstehen. Die Übergänge
zur Permeation sind fließend, geringe Wechselwirkungen auf molekularer
Ebene vielfach nicht zu vermeiden.
Dieses „Hindurchfließen“ setzt entsprechend große durchgehende Poren, Kanäle
oder Löcher voraus, wie sie z.B. durch Herstellungsmängel (Sieblochmuster von
Trockentrommeln, fehlerhafte Konfektionierung – z.B. im Naht- und Reissverschlussbereich),
aber auch einsatzbedingt und im Wiederherstellungsprozess auftreten
können. Andererseits reicht bei sehr kleinen LM-Molekülen z.T. bereits die
normale Hohlraumstruktur eines Polymeren, zumindest bei höheren Temperatu-
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