Gasdurchlässigkeit von Luftballons

Luftballons bestehen aus Naturkautschuklatex, welches gegenüber Gasen eine bestimmte, materialbedingte Durchlässigkeit hat. Das Austreten von Gasen aus dem Ballon läuft in 3 Schritten ab. Zunächst löst sich das Gas an der Innenfläche des Ballons, diffundiert dann durch das Material und tritt an der Ballonoberfläche aus.  Die Gasdurchlässigkeit (Gaspermeabilität) ist bei Helium ca. 20 mal größer als bei Luft. Deshalb verliert ein Ballon viel schneller Helium als Luft.

Die Gasdurchlässigkeit von Ballons ist neben der materialbedingten Gaspermeabilität von folgenden weiteren Faktoren abhängig: 

1. Druck (bei fallendem Druck sinkt die Durchlässigkeit, deshalb verlangsamt sich der Gasverlust wenn der Ballon "erschlafft")

2. Temperatur (bei steigenden Temperatur steigt die Durchlässigkeit, deshalb verlieren Ballons bei sommerlichen Temperaturen schneller Helium)

3. Schichtdicke (bei geringer Schickdicke ist die Durchlässigkeit größer, allerdings unerscheiden sich verschiedene Ballons im aufgeblasenen Zustand nur im µm Bereich)

4. Oberfläche (eine größere Oberfläche hat eine höhere Durchlässigkeit, deshalb verlieren größere Ballon proportional mehr Helium als kleinere, fliegen aber trotzdem länger, weil die absolute Gasmenge natürlich höher ist)

5. Oxydative Alterung durch ungünstige Umgebungsbedingungen (z.B. durch Sauerstoff in Kombination mit UV-Strahlung und/oder  durch Ozon wird das Kauschuknetzwerk angegriffen und somit gasdurchlässiger)

Die Gasduchlässigkeit von Ballons ähnlicher Größe/Gewichts ist annähernd  gleich, unabhängig vom Hersteller, da die materilalbedingte Gaspermeabiltät von Naturkautschuk den Haupteinfluss auf die Haltezeit hat. Lediglich besonders dünne Ballons haben eine nennenswert kürzere Schwebezeit.

Der Verlust an Helium kann durch das Einbringen von anderen Stoffen in das Balloninnere merkbar verlangsamt werden (z.B. Ultra High Float). Hierbei handelt es sich um flüssige Kunststoffe, die keine Elastizität besitzen. Deshalb muss der Ballon nach dem Einbringen dieser Stoffe vor deren Austrocknen unbedingt gefüllt werden. Die verwendeten flüssigen Kunststoffe haben eine sehr viel geringere Gaspermeabilität gegenüber Helium  als Naturkautschuk und bilden eine Art Schichtschicht im Balloninneren. Deshalb bleiben die Ballos länger in der Schwebe. Dabei sind die gleichmäßige Verteilung (auch ca. 1-2 cm des Ballonhalses einbeziehen !!) und die richtige Dosierung diese Kunststoffe von großer Bedeutung. Füllt man zu wenig ein, halten die Ballons das Helium nur für kürzere Zeit, füllt man zuviel ein, reduziert das Eigengewicht des Kunststoffes die Tragkraft und somit Schwebezeit.

Generell gilt, einen Latexballons  mit soviel Helium wie möglich zu füllen. Bereits einige ml mehr oder weniger Helium machen sich bei der Schwebezeit signifikant bemerkbar. Wichtig ist dabei auch die Ballongröße, da das Verhältnis zwischen Volumen und Eigengewicht eine große Rolle spielt. Ballons, welche mit Helium gefüllt werden sollen, sollten idealerweise mindestens einen Durchmesser von 28-30 cm (11 inch) haben (vor allem für Flugwettbwerbe notwendig, da hier noch Schnüre und Karten befestigt werden). Ballons mit 23-25 cm (10 inch) sind ebefalls geeignet, schweben allerdings nicht solange (8-12 h) und sind für Flugwettbewerbe wegen des zusätzlichen Gewichtes durch Schnüre und Karten ungeeignet. Ballons mit einem Durchmesser ab  22 cm (9 inch) und kleiner sollten nicht verwendet werden,  da sie entweder überhaupt nicht schweben oder je nach Umgebungsbedingungen nur wenige Stunden. Für Flugwettbewerbe sind unbedingt Ballons ab einem Durchmesser von ca. 23 - 25 cm erforderlich, besser ab 28 cm für lange Flugstrecken (bis zu 500 Km).

Nahezu leere Gasflaschen haben einen zu geringen Fülldruck, um Latexballons mit der maximalen Heliummenge zu füllen. Hier sollte der Ballon vorher mit Luft aufgeblasen werden, um ihn vorzudehnen.Dies empfiehlt  sich im Übrigen auch, wenn die Schwebezeit maximiert werden  oder Riesenballons mit Helium gefüllt werden sollen, um den Verlust von teurem  Helium im Falles des Platzens durch eventuell mögliche tauchbedingte Fehlestellen  zu verhindern.

Für weitere Informationen fordern sie unsere Technische Information " 01 - Ballons und Helium " an.