Kontaktwinkelmessung

Was ist Kontaktwinkelmessung?

Der Kontaktwinkel ist ein Wert, der die Benetzbarkeit eines festen Materials durch eine Flüssigkeit beschreibt. In der Literatur werden Materialien mit Wasserkontaktwinkeln zwischen 0 und 90° als hydrophil, zwischen 90 und 150° als hydrophob und über 150° als superhydrophob bezeichnet.

Warum Kontaktwinkel messen?

Benetzbarkeit (Hydrophilie vs. Hydrophobie) ist ein wichtiger Parameter in Branchen wie Farben, Beschichtungen, Textilien und Baumaterialien. Um beispielsweise die Leistung von selbstreinigenden Materialien und wasserdichten Geweben zu bewerten, müssen diese mittels Kontaktwinkelmessung analysiert werden.

Wie wird der Kontaktwinkel gemessen?

Die statische Kontaktwinkelmessung ist die gängigste Methode, bei der das Tropfenverfahren zum Einsatz kommt. Mit einem Kontaktwinkelmessgerät und einer hochauflösenden Kamera wird ein Bild des auf der Oberfläche liegenden Tropfens von der Seite aufgenommen und der Kontaktwinkel gemessen.

Alternativ kann der dynamische Kontaktwinkel gemessen werden. Dynamische Kontaktwinkel werden als rückschreitende und fortschreitende Winkel dargestellt, je nach Richtung, in der sich der Flüssigkeitstropfen auf einer geneigten Oberfläche bewegt. Der Kontaktwinkel, bei dem der Tropfen seine Bewegung beginnt, wird als Abrollwinkel bezeichnet.

Welche Faktoren beeinflussen den Kontaktwinkel?

Die Kontaktwinkelmessung ist anfällig für verschiedene interne und externe Faktoren. Beispielsweise können Oberflächenrauheit, Dichte und relative Feuchtigkeit die Ergebnisse der Kontaktwinkelmessung beeinflussen.

Die Kontaktwinkelmessung kann auch durch Verunreinigungen oder statische Elektrizität beeinflusst werden. Wenn die Probenoberfläche gespült und anschließend trocken gerieben wird, kann sich statische Elektrizität auf der Oberfläche aufbauen und die Messergebnisse verfälschen.

Probenanforderungen und -vorbereitung

Um die genauesten und zuverlässigsten Ergebnisse aus einer Kontaktwinkelmessung zu erhalten, ist es notwendig, die Proben mit großer Sorgfalt vorzubereiten. Eine gute Praxis besteht darin, das Probenmaterial so zu reinigen und zu trocknen, dass es so sauber und neutral wie möglich wird. Bei wiederholten Messungen sollte niemals dieselbe Stelle verwendet werden. Selbst bei sorgfältiger Handhabung, Reinigung und Trocknung wird die Probe durch das Aufbringen des Tropfens beeinflusst, und nachfolgende Messungen können ungenaue Ergebnisse liefern.

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