| |
82
4 Sorption und Desorption von n-Alkanen in Polypropylen
n(y ³0, t=0) = 0
n(y=0, t>0) = nmax,pol
( 4.2 )
0
y
n
H
y
=
¶
¶
=
( 4.3 )
mit dem Diffusionskoeffizienten Dpol, der Moldichte n und der Höhe der Folienplättchen H.
nmax,pol bedeutet die Moldichte des Sorptivs im Polymer im Gleichgewicht mit der Moldichte in
der Gasphase. Der Diffusionswiderstand eines möglichen externen fluiden Films zwischen dem
Polymer und der Gasphase wurde in der makroskopischen Beschreibung der Diffusion nicht ex-
plizit behandelt. Dieser kleine Effekt, wenn er überhaupt vorhanden war, wurde als ein Teil des
Diffusionswiderstands des Polymers angesehen.
Die dimensionslose analytische Lösung dieses Gleichungssystems in Form des Verhältnisses der
absorbierten Masse m(t) zu der maximal absorbierbaren Masse mmax unterscheidet sich für kurze
und lange Zeiten (Crank, 1956):
Für kurze Zeiten (Dpol t/H2 < 0.05)
( )
( )
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
ú
ú
û
ù
ê
ê
ð
é
-
+
p
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
=
å¥
=
-
1
j
pol
j
2
/
1
2
/
1
2
pol
max
t
D
H
j
ierfc
1
2
H
t
D
4
m
t
m
( 4.4 )
und für lange Zeiten (Dpol t/H2 > 0.05)
( )
(
)
(
)
å¥
=
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
p
+
-
p
+
-
=
0
j
2
2
2
pol
2
2
max
H
4
t
1
j
2
D
exp
1
j
2
8
1
m
t
m
( 4.5 )
Für praktische Zwecke können die Reihenentwicklungen in Gl. 4.4-4.5 schon nach dem zweiten
Glied abgebrochen werden.
4.2.2 Zweidimensionale Diffusion im experimentellen parallelen Block
Die reale komplizierte Porenstruktur wurde im experimentellen, parallelen Block (Bild 4.5) ver-
einfacht. Die Grenze eines herausgegriffenen rechteckigen Elementes des Blockes entspricht der
|  |
|
| |
|
|