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Oberflächenenergie

Benetzungs- und Kontaktwinkelmessung

Einsatzgebiet:

Die Benetzbarkeit bzw. der sich ausbildende Kontaktwinkel ist eine wichtige Kenngröße, wenn die Intensität des Phasenkontakts zwischen flüssigen und festen Stoffen kontrolliert oder bewertet werden soll: z.B. beim Lackieren, Reinigen, Drucken, Beschichten, Kleben, Dispergieren, …

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Links: Kontrollierte Dosierung der Testflüssigkeit auf die Probe; Rechts: Kontaktwinkel am liegenden Tropfen mit Darstellung der verbesserten Benetzung einer vorbehandelten Oberfläche (unten)

Durch Messung des Kontaktwinkels zweier oder mehrerer (Test-)Flüssigkeiten kann die freie Oberflächenenergie eines Festkörpers bestimmt werden. Die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten wird durch Tropfenkonturanalyse am hängenden Tropfen bestimmt. Sind die Oberflächenenergie des Festkörpers und die Oberflächenspannung der Flüssigkeit bekannt, lassen sich Aussagen über die Benetzung des Festkörpers durch die Flüssigkeit treffen.

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Links: Auswertung der Kontaktwinkelmessung nach OWRK mit drei Testflüssigkeiten; Rechts: Tropfenkontur des hängenden Tropfens zur Bestimmung der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit

Ergebnisse der Prüfmethode:

  • Kontaktwinkelmessung und Bestimmung der Oberflächenenergie von Kunststoffplatten und Kunststoffschmelzen bei Temperaturen von bis zu 400 °C
  • Bestimmung von polarem und dispersem Anteil der Oberflächenenergie nach Owens-Wendt-Rabel-Kälble (OWRK)
  • Bestimmung von Lewis-Säure-Base Eigenschaften des untersuchten Festkörpers durch Verwendung zusätzlicher Testflüssigkeiten

Ausstattung:

  • Tropfenkonturanalyse-System DSA30, Krüss GmbH für automatische Kontaktwinkel-messung und Oberflächenenergiebestimmung
  • Hochtemperatur-Dosiersystem für den Temperaturbereich von 50 °C bis 400 °C
  • DSA3 Softwaremodul
  • Videosystem

Relevante Normen (Auszug):

DIN 55660, DIN EN 828