Wie weit sollte ich einen normalen Luftballon aufpusten, damit er möglichst lange Luft behält?

Eine sehr gute Frage, aber schwer zu beantworten. Bläst man den Luftballon bis kurz vor dem Platzen auf, wird der Innendruck sehr hoch und die Hülle dünn, dann wird er schnell Luft verlieren. Bläst man nur ganz wenig Luft hinein, so dass er sich erst gar nicht ausdehnt, wirkt kaum Druck auf die Haut, und die Luft bleibt sehr lange drin, bis sie ausdiffundiert ist. Aber das ist kein aufgeblasener Ballon. Das Optimum liegt irgendwo dazwischen. Ein Rechenmodell müsste die (nichtlineare) Durchlässigkeit der Gummihaut beschreiben, die Abhängigkeit von Druck (innen und außen) und Temperatur. Hat man dieses Modell, könnte man schon einen Rechner damit gut auslasten.

Das normale Luft zu 78% aus Stickstoff besteht, ist der Effekt gegenüber den genannten Bedingungen vernachlässigbar.

Es stimmt zwar, dass die Luft in sehr prall gefülltem Zustand etwas schneller entweicht, aber das gibt sich wieder, sobald die Spannung nachlässt. Wie weit du den Ballon aufbläst entscheidet also nicht darüber, wann die letzte Luft heraus ist. Mehr Luft bleibt ergo länger.

Du solltest den Ballon nicht zu straff aufblasen. Besser ist es, wenn er noch etwas "weich" ist. Auf jeden Fall muß er ganz fest zugebunden (Knoten) werden. Günstig ist, wenn Du dazu gleich den "Ballonhals" nutzt. Zur Sicherheit noch ein Band rumbinden, aufhängen und fertig. Allerdings verlieren die Ballons auch dann nach 2- 3 Tagen Luft.