Quellfestigkeit
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Die Quellfestigkeit (englisch „swell-resistance“), auch Beständigkeit gegen Aufquellen, bestimmt den Widerstand eines festen Materials gegen die Aufnahme eines feuchten Mediums, sei dieses (Medium) in Form eines Dampfes, eines Gases oder einer Flüssigkeit gegeben. Im Falle des Aufquellens tritt eine Volumenvergrößerung des festen Materials ein. Um das Aufquellen eines Materials zu verhindern oder zumindest zu verringern, werden Materialien wie Holz durch Lacke oder durch den Überzug mit quellfesten Kunststoffschichten geschützt.[1]
In der Angewandten und Industriellen Chemie und in den Werkstoffwissenschaften ist Quellfestigkeit ein wiederkehrendes Thema. Oft geht es dabei um Materialien, die gewisse Mindestanforderungen hinsichtlich Quellfestigkeit erfüllen müssen, um für einen bestimmten Anwendungszweck nutzbar zu werden. Nicht selten werden in diesem Zusammenhang stehende Praxisaufgaben im Rahmen der Angewandten Forschung abgearbeitet.
Ein einfaches Beispiel sind Textilfasern aus Kunststoff, die zu textilen Stoffen für die Bekleidungsindustrie verarbeitet werden sollen: Falls sie in Berührung mit Textilfarben, mit Wasser, darunter auch Regenwasser, mit Waschlauge, mit Weichspüler oder mit bestimmten anderen Flüssigkeiten gelangen, wovon man bei einer alltagsüblichen Verwendung ausgehen kann, müssen diese eine gewisse Quellfestigkeit aufweisen. So ist zwar bei Quellung eine gewisse Volumenzunahme statthaft, der textile Stoff darf jedoch nicht völlig auseinandergehen, d.h. die polymere Vernetzung muss erhalten bleiben.
Typische Stoffe, die zum Quellen neigen, sind Polymere, Holz, ungebrannte Tone, Bentonit, Pappe oder mit natürlichen Fasern hergestellte Verbundwerkstoffe. Mikrophysikalisch sind diese Materialien zumeist amorph, manchmal teilkristallin. Anders als die genannten Stoffe besitzen Metalle (nahe bei Raumtemperatur) so gut wie keine Quellneigung, da sie mikrophysikalisch aus kristallinen Gitterstrukturen bestehen, die durch die gleichmäßigen, engen Gitteratomabstände für feuchte Medien, etwa in Form von Wassermolekülen, wenig Eindringmöglichkeiten bieten.