Technical Note Abrollwinkel und dynamischer Kontaktwinkel Technical note: Industry section: Drop Shape Analyzer – DSA100 Method: Keywords: Drop Shape Analyzer – DSA30 sessile drop, tilting table, dynamic contact angle Neigung zum Know-how Abrollwinkel und dynamische Kontaktwinkel professionell messen Oberflächen, von denen Regentropfen einfach abrollen und Schmutz mit sich reißen – das populäre Markenzeichen Lotus-Effekt® beschreibt Eigenschaften hydrophober Oberflächen, die wie das Lotusblatt nanostrukturiert sind. Für Fassadenfarben und andere Beschichtungen wie Nanoimprägnierungen oder oberflächenbehandeltes Glas für Windschutzscheiben greifen Hersteller auf die Forschungen an dieser Pflanze zurück. Abb. 1: Das Lotusblatt: Symbol der Reinheit dank natürlicher „Nanotechnologie“ Ein Messverfahren für hydrophobe und selbstreinigende Oberflächen – nanostruktiert oder nicht – ist die Untersuchung des Abrollverhaltens von Tropfen auf geneigten Oberflächen. Doch bisher gibt es noch keine Standardprozedur, die Randbedingungen wie Tropfenvolumen oder Neigegeschwindigkeit angemessen berücksichtigt. In diesem Artikel stellen wir Ergebnisse einer umfangreichen Messreihe vor, die den Weg zur Vergleichbarkeit von Messungen des Abrollwinkels und des dynamischen Kontaktwinkels von Tropfen auf geneigten Oberflächen weisen. KRÜSS GmbH | Borsteler Chaussee 85 | 22453 Hamburg | G

Neigemessung mit KRÜSS Kontaktwinkelmessgeräten KRÜSS Kontaktwinkelmessgeräte untersuchen die Benetzbarkeit von Festkörpern durch das Aufbringen von Tropfen, deren Videobild analysiert wird. Der gemessene Kontaktwinkel ist der Winkel zwischen Tropfenkontur und Oberflächenlinie der Probe (Basislinie); er ist ein Maß für die Benetzbarkeit und erlaubt – bei Messungen mit verschiedenen Testflüssigkeiten – die Berechnung der freien Oberflächenenergie des Festkörpers. Bei der Neigemessung liegt das Interesse beim Verhalten des Tropfens, wenn die Oberfläche eine schiefe Ebene bildet. Dabei richtet sich...

Untersuchtes Beispielsystem Für die vorgestellten Messungen wurde als Festkörper KASI-beschichtetes PMMA verwendet; mit Wasser als Tropfenflüssigkeit. Das anhand dieses Systems beschriebene Verfahren dient der Suche der Messbedingungen, unter denen AW und dynamischer Kontaktwinkel zuverlässig gemessen werden können. keitsbereich von verschiedenen Faktoren wie Tropfengewicht, Kontaktwinkel und Rauigkeit abhängt, sollte er durch Messungen bei verschiedenen Neigegeschwindigkeiten eruiert werden. Der Einfluss der Geschwindigkeit auf den AW wird aus den folgenden Kurven für die Änderung der Dreiphasenpunkt-Positionen...

auch im Zuge der Bewegung eines Tropfens über eine geneigte Oberfläche gemessen werden. Daher hängen die Messung des AW einerseits und Fortschreit- und Rückzugswinkel andererseits eng zusammen. Ermittlung des konstanten Bereichs Bei beginnender Neigung bewegt sich der Tropfen unterhalb des AW zunächst nicht, wird aber deformiert. Dabei wird der auf der tiefer gelegenen Seite gemessene Winkel größer, der auf der höheren Seite kleiner (vgl. Abb. 3). Diese Winkel sagen jedoch wenig über die Benetzungseigenschaften aus, weil sie in erster Linie durch die Verformung aufgrund des Eigengewichts des...