Zivilschutz- Forschung - Schutzkommission

en (Strukturaufweitung und Erhöhung der Hohlraumbildungs- bzw. -wechselrate)
und geringen Materialstärken (dünne Membranen), für ein Penetrieren aus.
Unter Permeation wird demgegenüber der Prozess des Ein- und Durchdringens von
LM-Molekülen in bzw. durch Polymermaterialien unter ausdrücklicher Wechselwirkung
auf molekularer Ebene verstanden. Sie ist bei der Kontamination von
Schutzkleidung der Regelfall. Mechanisch werden die Teilprozesse Lösung und
Diffusion unterschieden. Die physikalisch-chemischen Grundlagen der Permeation
spielen sowohl bei der Herstellung der Schutzanzug- und Handschuhmaterialien
(Abscheidung aus organischen LM durch LM-Verdampfung), deren Ausstattung
mit Weichmachern, als auch bei Kontamination und Dekontamination die entscheidende
Rolle. Mit ihnen eng verbunden sind insbesondere Erscheinungen wie Stoffdurchtritte
(Durchbruch), Quellung und Schrumpfung (infolge Weichmacher- u.a.
Zubereitungsverluste).
Bereits die Art ihrer Herstellung, durch Abscheidung aus Lösungen in gebräuchlichen
organischen Lösungsmitteln, wie Tetrahydrofuran (THF), Ethylacetat (EAc),
Toluol und anderen, weist auf die prinzipielle Begrenztheit der Schutzwirkung von
Polymermaterialien hin.
Eine gewisse Sonderrolle spielt das Phänomen Degradation. Der Begriff erfasst
den Abbau der polymeren Matrix und wird im Abschnitt 4.1 näher betrachtet.
Mögliche Erscheinungen sind Versprödung/Minderung der Reißfestigkeit/Erhöhung
der Bruchempfindlichkeit, Oberflächenaufrauung, Schichtenauf- bzw. ablösung,
Blasenbildung und Materialabsprengungen. Sie können rein oberflächlich
sein, aber auch die Materialtiefe erfassen und bis zur völligen Zerstörung reichen.
Das Phänomen Versprödung ist dabei nicht an eine Degradation gebunden.
Versprödungen können auch auf Weichmacherverluste zurückzuführen sein.
Neben Kettenabbau und Bruch von Bindungsbrücken und Vernetzungen sind zur
Degradation im weiteren Sinn auch chemische Modifizierungen infolge bindungsbildender
Reaktionen mit der Polymermatrix zu zählen.
Der Permeationsprozess ist aus mechanistischer Sicht ein mehrstufiger Prozess.
Den ersten Schritt im engeren Sinn bildet die Lösung von Solvent-Molekülen in
der Oberflächenschicht des Polymeren. Ihr voraus gehen allerdings äußere Transportprozesse
(Antransport durch Diffusion/Andiffusion sowie Diffusion durch die
Diffusionsgrenzschicht), die zu einer Annäherung und „Zusammenstoß“ mit der
„Wand“ (äußere Polymerschicht) führen und auch für eine Nachlieferung durch
Lösung im Polymeren entnommener Substanz sorgen. Je nach Löslichkeit im Polymeren
gehen dabei mehr oder weniger viele Solvent-Moleküle pro Zeiteinheit
(und Flächeneinheit) in das Polymer über. Parallel läuft der entgegengesetzte Prozess
der Wiederablösung bzw. Desorption. Die gleichfalls stattfindende Wanderung
von Solvent-Molekülen in die Tiefe des Polymermaterials gehört bereits
zum zweiten Teilprozess der Permeation, der Diffusion.
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