The permeability of polymeric mater

The permeability of polymeric materials to gasses is determined by the adsorption rate of gas molecules into the matrix at the atmosphere/polymer boundary and the diffusion rate of adsorbed gas molecules through the matrix .

The adsorption rate is generally dependent on the rate of formation of free volume holes in the polymer created by random (Brownian) or thermal motions of the polymer chains, and diffusion is caused by jumps of molecular gas molecules to neighboring (empty) holes.

Thus the permeability of polymer films is dependant on free volume hole sizes, degree of polymer motion, and specific polymer–polymer and polymer–gas interactions, all of which can be affected by intrinsic polymer chemistry as well as external properties such as temperature and pressure.

Of course, the overall rate of gas diffusion is also directly dependant on the film thickness.

The dispersal of nano-sized fillers into the polymer matrix affects the barrier properties of a homogeneous polymer film in two specific ways.

The first way is by creating a tortuous path for gas diffusion. Because the filler materials are essentially impermeable inorganic crystals, gas molecules must diffuse around them rather than taking a (mean) straight line path that lies perpendicular to the film surface.

The result is a longer mean path for gas diffusion through the film in the presence of fillers, as illustrated in Fig. 2. Essentially, the tortuous path allows the manufacturer to attain larger effective film thicknesses while using smaller amounts of polymer.

The effect of dispersed nanomaterials on the mean path length for gas diffusion has been modeled theoretically.
The simplest model, first proposed by Nielsen, assumes that fillers are evenly dispersed throughout the matrix and take the shape of rectangular platelets of uniform size, and supposes that the tortuosity of the path is the only factor influencing the gas diffusion rate.
In the Nielsen model, the gas permeability is given by

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การซึมผ่านวัสดุโพลิเมอร์ที่ก๊าซจะถูกกำหนด โดยอัตราการดูดซับของโมเลกุลก๊าซในเมทริกซ์ที่บรรยากาศ/โพลีเมอร์และอัตราการแพร่ของโมเลกุลแก๊สซับผ่านเมทริกซ์ อัตราการดูดซับจะขึ้นอยู่กับอัตราการก่อตัวของหลุมฟรีเสียงในพอลิเมอร์โดยที่แบบสุ่ม (บราวน์) โดยทั่วไป หรือเกิดความร้อนเคลื่อนไหวของโซ่พอลิเมอร์ และแพร่จากข้ามของโมเลกุลก๊าซโมเลกุลไปเพื่อนบ้านหลุม (ว่าง) ดังนั้น การซึมผ่านของฟิล์มพอลิเมอร์ขึ้นอยู่กับหลุมขนาดไดรฟ์ข้อมูลฟรี ความเคลื่อนไหวของโพลิเมอร์ และเฉพาะพอลิเมอร์พอลิเมอร์และพอลิเมอร์ – ก๊าซปฏิสัมพันธ์ ที่ได้รับผลกระทบ โดยเคมีพอลิเมอร์ที่แท้จริงรวมทั้งคุณสมบัติภายนอกเช่นอุณหภูมิและความดันแน่นอน อัตราการแพร่ก๊าซโดยรวมขึ้นอยู่ยังตรงกับความหนาของฟิล์มแพร่กระจายของฟิลเลอร์ขนาดนาโนเป็นพอลิเมอร์เมทริกซ์มีผลต่อคุณสมบัติอุปสรรคของฟิล์มพอลิเมอร์เหมือนกันเฉพาะสองวิธี วิธีแรกคือการสร้างเส้นทางเงี้ยวการแพร่ก๊าซ เพราะวัสดุบรรจุ หลักการซึมผ่านของอนินทรีย์ผลึก ต้องกระจายโมเลกุลก๊าซรอบ ๆ แทนที่ใช้เส้นทางแบบเส้นตรง (เฉลี่ย) ที่อยู่แนวตั้งฉากกับพื้นผิวฟิล์ม ผลลัพธ์คือ เส้นเฉลี่ยนานกว่าก๊าซแพร่ผ่านฟิล์มในฟิลเลอร์ ดังที่แสดงในรูป 2 หลัก เส้นทางเงี้ยวให้ผู้ผลิตเพื่อบรรลุความหนาของฟิล์มที่มีประสิทธิภาพขนาดใหญ่ในขณะที่ใช้ปริมาณน้อยของพอลิเมอร์ผลของ nanomaterials กระจายความยาวเฉลี่ยเส้นสำหรับก๊าซแพร่ได้ถูกจำลองในทางทฤษฎี รูปแบบที่ง่ายที่สุด แรก เสนอ โดยนีล สันนิษฐานว่า ฟิลเลอร์กระจายทั่วทั้งเมทริกซ์ และรูปร่างของเกล็ดเลือดสี่เหลี่ยมขนาดสม่ำเสมอ และรั้งรอว่า tortuosity ของเส้น ตัวคูณเท่านั้นที่มีอิทธิพลต่ออัตราการแพร่ของก๊าซในรูปแบบนีล การซึมผ่านของก๊าซถูกกำหนดโดย

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การซึมผ่านของวัสดุพอลิเมอเพื่อก๊าซจะถูกกำหนดโดยอัตราการดูดซับของโมเลกุลของแก๊สเข้าไปในเมทริกซ์ที่บรรยากาศเขตแดน / พอลิเมอและอัตราการแพร่กระจายของโมเลกุลของแก๊สดูดซับผ่านเมทริกซ์. อัตราการดูดซับโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับอัตราการก่อตัวของฟรี หลุมปริมาณในลิเมอร์ที่สร้างขึ้นโดยการสุ่ม (Brownian) หรือการเคลื่อนไหวทางความร้อนของโซ่ลิเมอร์, และการแพร่เกิดจากการกระโดดของโมเลกุลโมเลกุลก๊าซใกล้เคียง (ว่าง) หลุม. ดังนั้นการซึมผ่านของภาพยนตร์ลิเมอร์จะขึ้นอยู่กับขนาดของหลุมปริมาณฟรี ระดับของการเคลื่อนไหวโพลิเมอร์และเฉพาะเจาะจงพอลิเมอลิเมอร์และพอลิเมอก๊าซปฏิสัมพันธ์ซึ่งทั้งหมดได้รับผลกระทบจากเคมีโพลิเมอร์ที่แท้จริงเช่นเดียวกับคุณสมบัติภายนอกเช่นอุณหภูมิและความดัน. แน่นอนอัตราโดยรวมของการแพร่กระจายก๊าซนอกจากนี้ยังขึ้นอยู่โดยตรง อยู่กับความหนาฟิล์ม. การแพร่กระจายของฟิลเลอร์ขนาดนาโนเข้าไปในเมทริกซ์ลิเมอร์ที่มีผลต่อคุณสมบัติอุปสรรคของฟิล์มโพลิเมอร์ที่เป็นเนื้อเดียวกันในสองวิธีที่เฉพาะเจาะจง. วิธีแรกคือการสร้างเส้นทางคดเคี้ยวสำหรับการแพร่กระจายก๊าซ เพราะวัสดุฟิลเลอร์ที่มีผลึกนินทรีย์ผ่านหลักโมเลกุลของแก๊สจะต้องกระจายรอบตัวพวกเขามากกว่าการ (ค่าเฉลี่ย) เส้นทางเส้นตรงที่ตั้งอยู่ตั้งฉากกับพื้นผิวของฟิล์ม. ผลที่ได้คือเส้นทางอีกต่อไปหมายถึงการแพร่กระจายก๊าซผ่านฟิล์มในการปรากฏตัวของ ฟิลเลอร์ดังแสดงในรูปที่ 2. หลักเส้นทางคดเคี้ยวช่วยให้ผู้ผลิตเพื่อบรรลุขนาดใหญ่ความหนาของฟิล์มที่มีประสิทธิภาพในขณะที่ใช้ขนาดเล็กจำนวนมากของพอลิเมอ. ผลของวัสดุนาโนแยกย้ายกันไปกับความยาวเส้นทางเฉลี่ยสำหรับการแพร่กระจายก๊าซได้รับการสร้างแบบจำลองทางทฤษฎี. รูปแบบที่ง่ายที่สุดที่นำเสนอครั้งแรกโดยนีลเซ่น สันนิษฐานว่าฟิลเลอร์จะแยกย้ายกันไปอย่างสม่ำเสมอตลอดทั้งแมทริกซ์และใช้รูปทรงของเกล็ดเลือดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดสม่ำเสมอและซึมที่คดเคี้ยวของเส้นทางเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการเพียง แต่อัตราการแพร่กระจายก๊าซ. ในรูปแบบนีลเซ่น, การซึมผ่านของก๊าซจะได้รับจาก