ISO 2782-1 Gummi, vulkanisiert oder thermoplastisch – Bestimmung der Durchlässigkeit für Gase – Teil 1: Differenzdruckverfahren

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) entwickelte Norm „ISO 2782-1 Gummi, vulkanisierter oder thermoplastischer Gummi – Bestimmung der Gasdurchlässigkeit – Teil 1: Differenzdruckmethoden“ beschreibt drei Methoden zur Bestimmung der Gasdurchlässigkeit von vulkanisiertem oder thermoplastischem Gummi unter unterschiedlichen Partialdrücken. Zu diesen Methoden gehören:

• Eine Drucksensormethode (unter Verwendung von Vakuum): Diese Methode wird zur Bestimmung der Gasübertragungsrate, des Gaspermeabilitätskoeffizienten, des Gasdiffusionskoeffizienten und des Gaslöslichkeitskoeffizienten angewendet.
• Eine vereinfachte Sensormethode (unter Verwendung von angelegtem Druck): Diese Methode wird nur zur Bestimmung des Gasdurchlässigkeitskoeffizienten angewendet.
• Eine Gaschromatographie-Methode: Diese Methode wird zur Bestimmung der Gasdurchlässigkeitsrate und des Gaspermeabilitätskoeffizienten angewendet.

Diese Methoden gelten für vulkanisierte und thermoplastische Kautschuke mit einer Härte von mindestens 35 IRHD (International Rubber Harder Rating) sowie für einzelne Gase und Gasmischungen.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Die Gasdurchlässigkeit ist die Anzahl der Mol Testgas, die pro Flächeneinheit und Zeiteinheit durch ein Teststück strömen, wobei zwischen den beiden Seiten des Teststücks eine Partialdruckdifferenz von Einheit herrscht.
• Gasdurchlässigkeitskoeffizient, Dabei handelt es sich um die Anzahl der Mol Testgas, die pro Flächeneinheit und Zeiteinheit durch ein Teststück mit einer Einheitsdicke strömen, wobei zwischen den beiden Seiten des Teststücks eine Partialdruckdifferenz von Einheit herrscht.
• Der Gasdiffusionskoeffizient ist die Menge an Prüfgas, die durch Diffusion durch ein Prüfstück mit einer Einheitsdicke pro Flächeneinheit und pro Zeiteinheit strömt, wenn über das Prüfstück ein einheitlicher Gaskonzentrationsgradient herrscht.
• Der Gaslöslichkeitskoeffizient ist die Konzentration des Testgases in einem Teststück dividiert durch den Partialdruck des Testgases an der Oberfläche des Teststücks.
• Die Gasleitungskurve (Kurve der Drucksensormethode) ist die Darstellung der Druckänderung auf der Niederdruckseite der Testzelle über der Zeit, bis die Gasleitung einen stationären Zustand erreicht.

Bei der Durchführung von Versuchen wird der auf konstanter Temperatur gehaltene Raum einer Prüfzelle durch einen Prüfkörper in eine Hochdruck- und eine Niederdruckseite unterteilt. Die Hochdruckseite der Zelle ist mit Prüfgas gefüllt. Die vom Prüfling zur Niederdruckseite abgegebene Gasmenge wird mit einem Drucksensor oder einem Gaschromatographen bestimmt. Beim Drucksensorverfahren wird durch Messung der Gastransmissionsrate, des Gaspermeabilitätskoeffizienten, des Gasdiffusionskoeffizienten und des Gaslöslichkeitskoeffizienten ein Durchschnittswert für ein Gasgemisch ermittelt.

Nur bei der vereinfachten Drucksensormethode wird der Gasdurchlässigkeitskoeffizient gemessen. Bei der Methode der Gaschromatographie können Messungen an wasserdampfhaltigen Prüfgasen durchgeführt werden, außerdem ist es möglich, Gasgemische zur Identifizierung von Komponenten zu analysieren.

Die bei der Drucksensormethode verwendete Ausrüstung besteht aus der Testzelle, Drucksensoren, einer Testgas-Versorgungskammer, einer Vakuumpumpe und den dazugehörigen Rohrleitungen und Ventilen:

• Die Prüfzelle besteht aus zwei Teilen: der Niederdruckseite und der Hochdruckseite. Wenn ein Prüfling hineingelegt wird, ist der Gasleitungsbereich klar definiert. Die Hochdruckseite verfügt über einen Einlassanschluss zur Zufuhr des Prüfgases, und ein Drucksensor ist mit der Niederdruckseite verbunden, um die Druckänderung zu erfassen, die durch das durch das Prüfstück geleitete Gas verursacht wird. Die Oberflächen der beiden Zellhälften, die mit dem Prüfling in Kontakt kommen, müssen glatt und flach sein, um ein Austreten von Gas zu verhindern.
• Zwischen diesen Bereichen und dem Prüfling kann eine Dichtung, beispielsweise ein O-Ring, verwendet werden. In diesem Fall sollte die Gasleitfähigkeit der Dichtung deutlich geringer sein als die Gasleitfähigkeit des zu prüfenden Materials und sollte daher das Ergebnis nicht beeinflussen des Tests. Das Material der Prüfzelle muss gegenüber dem Prüfgas inert sein und darf das verwendete Gas nicht absorbieren. Der Durchmesser der Gasübertragungsfläche sollte je nach erwarteter Gasübertragungsgeschwindigkeit zwischen 10 mm und 150 mm betragen.
• Die Zelle muss mit einem Heizsystem ausgestattet sein, das die Temperatur auf 80 Grad erhöhen kann. Die Temperaturgenauigkeit sollte für Temperaturen zwischen 40 und 80 Grad plus/minus 1 Grad liegen. Beispiele für ein Heizsystem sind ein elektrischer Heizmantel und ein Ofen zur Aufnahme der Prüfzelle und der Prüfgasversorgungskammer.
• Die Prüflingshalterung ist ein Teil, das auf der Niederdruckseite der Prüfzelle installiert wird, um eine Verformung des Prüflings aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Hoch- und Niederdruckseite zu verhindern. Es kann jedes Material verwendet werden, das das Testergebnis nicht beeinflusst, wie z. B. Filterpapier oder Drahtgeflecht. Bei Verwendung von Filterpapier empfiehlt sich je nach Tiefe der Niederdruckseite der Zelle ein Papier, wie es in der chemischen Analyse verwendet wird, mit einer Dicke von 0,1 mm bis 0,3 mm.
• Einer der beiden Drucksensoren ist ein Sensor, der 5 Pa oder besser messen kann, um die Druckänderung auf der Niederdruckseite der Testzelle zu messen. Als Drucksensor wird ein quecksilberfreies Vakuummeter, ein elektronischer Membransensor oder ein anderer geeigneter Sensor verwendet. Der andere von zwei Drucksensoren, der eine Genauigkeit von 1 Prozent oder besser messen kann, dient zur Messung des Drucks des Testgas-Vorratsbehälters.
• Die Prüfgasversorgungskammer dient dazu, der Hochdruckseite der Prüfzelle Prüfgas mit konstantem Druck zuzuführen. Das Volumen der Kammer muss so groß sein, dass während der Prüfung der Druckabfall auf der Hochdruckseite durch die Leitung des Prüfgases vom Prüfling zur Niederdruckseite 1 Prozent des Prüfdrucks nicht überschreitet.
• Eine Vakuumpumpe ist eine Pumpe, die die Testzelle auf einen Druck von 10 Pa oder weniger evakuieren kann.
• Ein Temperatursensor ist ein in der Testzelle angebrachter Sensor, der zur Messung der Testtemperatur verwendet wird und einen Messwert von 0,1 Grad oder besser liefern kann.

Unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung bietet neben zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien für Unternehmen in verschiedenen Branchen auch „ISO 2782-1 Gummi, vulkanisiert oder thermoplastisch – Bestimmung der Durchlässigkeit für Gase“ an. Teil 1: Differenzdruckverfahren Es bietet auch Prüfdienstleistungen an, die in der Norm definiert sind.