Wasserdampfdurchlässigkeit verschiedener Kunststofffolien

22 Februar, 2021 durch
Wasserdampfdurchlässigkeit verschiedener Kunststofffolien
CMC Klebetechnik GmbH

Die Durchlässigkeit für Wasserdampf hängt in vielen Fällen von Parametern wie Foliendicke, Differenz der Luftfeuchtigkeit und Temperatur ab. Allerdings sind einige technische Kunststoffe eher als Dampfsperre geeignet wie andere. Die Grafik stellt eine grobe Richtschnur dar in Bezug auf die Wasserdampfdurchlässigkeit pro Quadratmeter und Tag in Gramm Wasser.

Wasserdampfdurchlässigkeit verschiedener Kunststofffolien







Wasserdampf (und natürlich auch eine Vielzahl von Gasen) durchdringt dünne Schichten von Polymeren (Folien) relativ gut. Sie erlauben den Durchtritt (Permeation) der Wasser-Moleküle durch das Material. Die weltbekannte Gore-Membrane für Outdoor-Kleidung hat eine besonders hohe Wasserdampfdurchlässigkeit (WDD) bzw. Water Vapour Transmission Rate (WVTR). Verpackungen und Barrierefolien dagegen versuchen, eine besonders gute Sperre für Wasserdampfdiffusion zu sein.

Im Prinzip wird bei der Messung eine Seite der Folie einer vorgegebenen Luftfeuchtigkeit (z.B. 90% rel. H) ausgesetzt. Auf der anderen Seite wird mittels eines getrockneten Trägergases die durch die Barriere gedrungene (permeierte) Menge Wasser gemessen (z.B. DIN EN ISO 15106)

Der Messwert für die Menge Wasserdampf, die durch eine Folie dringen kann, wird in Gramm pro Quadratmeter und Tag angegeben: gr/(m² x d). 

MaterialFolienstärkeWDD in gr/(m² x d) *)
PVDF50 µm0,2
PCTFE19 µm0,42
PPS (Torelina™)
25 µm0,9
ETFE100 µm1,5
PFA50 µm2
PVF25 µm5
PEEK (Aptiv™)
50 µm6
PEN (Teonex®)
25 µm6,7
FEP25 µm7
PET (Mylar®)
25 µm18
PTFE200 µm18
PEI50 µm27
PA 625 µm60
PI (Kapton®)
25 µm80
Kapton® FMT
30 µm17,5
 *) Die Angaben stammen aus den Datenblättern namhafter Hersteller der jeweiligen Folien-Produkte

Der Wasserdampfdruck bei Raumtemperatur beträgt etwa 23,4 mbar, steigt jedoch mit der Temperatur exponentiell an (100°C: etwa 1013 mbar). Diesen Umstand sollte man bei dem Vergleich von Angaben in Datenblättern verschiedener Kunststoff-Folien immer berücksichtigen. Durch den erhöhten Dampfdruck erhöht sich auch wesentlich die Permeationsmenge pro Fläche und Zeit. 

Wie bereits oben angedeutet haben Gore-Membranen (mikroporöse Kunststoff-Folie) eine besonders niedrige Diffusionssperrwirkung: >>550 gr/(m² x d). Im Vergleich lässt eine erheblich dünnere PET-Folie (25 µm) nur etwa 18 gr/(m² x d) Wasserdampf hindurch.

Wichtig bei dem Vergleich verschiedener Wasserdampfdurchlässigkeiten: die Werte hängen sehr stark vom Druck, der Folienstärke, der Temperatur und dem Material selbst ab. Denn Polymere gleicher Bezeichnung von verschiedenen Herstellern können erheblich voneinander abweichen. Sogar die verschiedenen Messmethode ergeben deutliche Unterschiede bei gleichem Material.

Bei Polyolefinen wie PP, PE sowie bei Thermoplaste wie PVC und PA sind zudem das Molekulargewichte (am bekanntesten: LDPE, HDPE und UHMW-PE) maßgeblich für die Wasserdampfdiffusionsrate.

Beispiel: Verlauf der Dampfdurchlässigkeit (WVTR, WDD) abhängig von der Materialstärke

Verlauf der Dampfdurchlässigkeit (WVTR, WDD) abhängig von der Materialstärke

Teilen