Contact angle measurement in practice (1): Preparations and general conditions for contact angle measurements
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Technical Note Praxis der Kontaktwinkelmessung (1) Technical note: Industry section: Drop Shape Analyzer – DSA100 Method: Keywords: methods, sample preparation, contact angle, sessile drop, plate Mit Sorgfalt zur Genauigkeit: Vorbereitungen und Rahmenbedingungen für Kontaktwinkelmessungen Mit diesem Artikel startet eine Serie zur Praxis der Kontaktwinkelmessung. In dieser und den folgenden Ausgaben werden wir ein breites Spektrum von Themen rund um die Tropfenkonturanalyse behandeln: von der Messvorbereitung über die Dosierbedingungen bis hin zur Wahl der Methoden zur Konturanalyse und Oberflächenenergieberechnung. Dieser erste Teil beantwortet Fragen zur richtigen Handhabung der Proben und der Testflüssigkeiten und zu den geeigneten Umgebungsbedingungen. Die Benetzbarkeit eines Festkörpers durch eine Flüssigkeit kann sich schon bei geringfügigen chemischen oder physikalischen Modifikationen der Oberfläche drastisch ändern. Dieser Umstand macht den Kontaktwinkel zu einer sensiblen Messgröße der Oberflächenanalytik. Aber auch auf ungewollte Veränderungen der beteiligten Phasen reagiert der Kontaktwinkel sehr empfindlich. Einige leicht zu befolgende Tipps zur Probenvorbereitung und Hinweise auf »Fallen« bei der Kontaktwinkelmessung sollen sicher stellen, dass diese Methode verlässliche Ergebnisse liefert. Probenverunreinigung Jede feste Oberfläche hat ihre Geschichte. Deshalb kann eine »verdorbene« Oberfläche meist nicht mehr gerettet werden – nach einer Reinigung ist sie nicht mehr dieselbe wie vor der Verschmutzung. Deshalb gilt es, ungewollte Veränderungen der Oberfläche zu vermeiden. Am stärksten wirkt sich in der Regel der Oberflächenkontakt mit Fetten und mit oberflächenaktiven Substanzen aus. Im Folgenden stellen wir diese beiden Fälle in den Fokus. Verunreinigungen durch Fette Eine erste wichtige Regel bei der Kontaktwinkelmessung lautet: die Oberfläche darf niemals mit den Fingern berührt werden. Schon geringste Spuren von Fett wirken sich auf das Kontaktwinkelergebnis aus. KRÜSS GmbH | Borsteler Chaussee 85 | 22453 Hamburg

Oberflächenaktive Substanzen Zur Reinigung dürfen auf keinen Fall Tenside verwendet werden. Tenside bilden auf vielen Oberflächen hartnäckige Adsorptionsschichten, die in manchen Fällen nicht abgespült, sondern nur mechanisch entfernt werden können. Und oberflächenaktive Substanzen wirken sich gleich zweifach aus: Sie verändern nicht nur die Probenoberfläche, sondern setzen auch die Oberflächenspannung des Wassers herab, das am häufigsten als Testflüssigkeit dient. Fig. 1: Wasserkontaktwinkel auf Polycarbonatprobe Eine oft unerwartete Quelle für Verunreinigungen ist die durch einen...

Bei manchen Materialien ist die statische Aufladung jedoch kaum zu verhindern. Für solche Proben sind auf dem Markt Ionisationsgebläse erhältlich, mit deren Hilfe Ladungen neutralisiert werden können. Im KRÜSS-Tensiometer K100 ist ein solcher Ionisator bereits integriert. Testflüssigkeiten Dieselben Reinheitsansprüche wie für die Proben gelten auch für die Testflüssigkeiten. Am empfindlichsten reagiert die Oberflächenspannung von Wasser auf Verunreinigungen. KRÜSS empfiehlt deshalb, Wasser in HPLCQualität oder doppelt destilliertes Wasser zu verwenden. Um die Beeinträchtigung durch...