Warum entweicht die Kohlensäure aus Plastikflaschen (PET) schneller als aus Glasflaschen?

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Dass Kohlensäure (eigentlich das darin gelöste Kohlenstoffdioxid, $CO_2$) aus PET-Flaschen schneller entweicht als aus Glasflaschen, liegt an den physikalischen und chemischen Materialeigenschaften der Behälter.

Hier sind die Hauptgründe:

1. Permeabilität (Gasdurchlässigkeit)

Dies ist der wichtigste Faktor. Auf molekularer Ebene betrachtet, sind die Materialien sehr unterschiedlich aufgebaut:

  • Glas: Glas ist ein amorpher Feststoff mit einer extrem dichten Struktur. Die Atome sind so eng und starr miteinander verbunden, dass $CO_2$-Moleküle keine Chance haben, durch das Material hindurchzuschlüpfen. Glas gilt als diffusionsdicht.
  • PET (Polyethylenterephthalat): Kunststoff besteht aus langen Polymerketten. Man kann sich das wie ein dichtes Geflecht aus Spaghetti vorstellen. Zwischen diesen Ketten gibt es winzige Lücken (Mikroporen). Obwohl die Flasche für uns dicht aussieht, ist sie für die kleinen $CO_2$-Moleküle wie ein sehr feines Sieb. Über die Zeit wandern die Gasteilchen durch den Kunststoff nach draußen. Dieser Vorgang nennt sich Diffusion.

2. Die Wandstärke

  • Glasflaschen haben in der Regel eine relativ dicke Wandung, was die Barriere für Gase absolut macht.
  • PET-Flaschen werden aus Gewichts- und Kostengründen immer dünnwandiger hergestellt. Je dünner das Material ist, desto kürzer ist der Weg für das $CO_2$-Molekül nach draußen.

3. Der Verschluss

  • Glasflaschen werden oft mit Kronkorken oder speziellen Schraubverschlüssen mit Dichteinlagen verschlossen, die sehr hohen Druck aushalten und extrem dicht abschließen.
  • PET-Flaschen haben meist Kunststoff-Schraubverschlüsse. Da sich Kunststoff unter Druck minimal verformen kann, ist die Abdichtung am Gewinde oft nicht ganz so hermetisch wie bei einer Metall-Glas-Verbindung.

4. Das Oberflächen-Volumen-Verhältnis (Zusatzfaktor)

Vielleicht ist dir aufgefallen, dass kleine PET-Flaschen (0,5 Liter) schneller "schal" werden als große (1,5 oder 2 Liter). Das liegt daran, dass kleine Flaschen im Verhältnis zu ihrem Inhalt eine viel größere Oberfläche haben, durch die das Gas entweichen kann.

Warum nutzt man trotzdem PET?

Trotz des Nachteils bei der Kohlensäure hat PET Vorteile, die für die Industrie entscheidend sind:

  • Es ist wesentlich leichter (spart Treibstoff beim Transport).
  • Es ist bruchsicher.
  • Es ist günstiger in der Herstellung.

Interessanter Fakt: Um die Haltbarkeit zu verlängern, werden manche PET-Flaschen heute auf der Innenseite mit einer hauchdünnen Schicht aus Glas (Siliziumoxid) beschichtet, um die Diffusion zu stoppen. Das macht sie fast so dicht wie echte Glasflaschen, ist aber aufwendiger in der Produktion.