Migration

Diffusion, Sorption, Migration, Permeation

Die möglichen Wechselwirkungen zwischen Füllgut und Verpackung (bzw. der Umwelt) sind Diffusion, Sorption, Migration und Permeation.

Diffusion

Alle Transportvorgänge in Kunststoffen unterliegen einer Diffusion als Verteilungsvorgang.

Als Diffusion wird ein Stofftransport von Teilchen aufgrund ihrer Brownsche Molekularbewegung bezeichnet, der immer einen  Konzentrationsausgleich anstrebt. Das heißt, wenn innerhalb eines polymeren Festkörpers für ein Stoff ein Konzentrationsgefälle existiert,  tritt aufgrund der thermischen Bewegung eine Diffusion dieses Stoffes im Sinne eines Konzentrationsausgleichs ein.

Sorption

Bei der Sorption handelt es sich um einen umkehrbaren Gleichgewichtsvorgang von Adsorption und Desorption an Grenzflächen zwischen flüssiger und fester sowie gasförmiger und fester Phase, der durch Temperatur, Konzentrationsänderung und Verdrängungsreaktionen beeinflusst werden kann.

Ein weiterer Teilprozess der Sorption ist die Absorption.  Hier erfolgt das Eindringen und Lösen der adsorbierten Moleküle in die amorphen Bereiche des Polymers. Von einer Absorption wird beispielsweise gesprochen, wenn die Kunststoffverpackung Inhaltsstoffe aus dem Füllgut aufnimmt.

So sind W/O-Emulsionen häufig stabiler in hydrophoben Verpackungen (PE, PP), weil der Kunststoff sich abscheidendes Öl aufnimmt.

Migration

Ein Übergang von Verpackungskomponenten (z. B. Kunststoffadditive, Monomere) in das

Füllgut als auch der umgekehrte Transport von Komponenten aus dem Füllgut (z.B. Parfumbestandteile, UV-Filter)  in das Packmaterial werden als Migration bezeichnet. Dieser Vorgang wird vor allem bei flüssigen Füllgütern beobachtet und ist auch stark von der Molekülgrösse abhängig.

Physikalisch beruht die Migration auf der Adsorption des zu transportierenden Stoffes an der Grenzfläche Verpackung/Füllgut und der Diffusion an und durch die Grenzfläche zwischen Verpackung und Füllgut.

Permeation

Unter Permeation wird der Transport einer Substanz aus der Umgebung durch die Verpackung in das Füllgut und umgekehrt verstanden.

Quellen:

Piringer O. G. Verpackungen für Lebensmittel‐Eignung, Wechselwirkungen, Sicherheit, VCH Weinheim, 1993

Untersuchung der Permeation von Etikettenklebstoffen auf Polyacrylatbasis durch pharmazeutische Kunststoffbehältnisse; Dissertation, Christine Rueck, 2009