Kontaktwinkelmessung – Doppeldosiersystem Oberflächenenergie von Feststoffen in Sekunden bestimmen

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Das druckbasierte Doppeldosiersystem DDS-P ermöglicht in Kombination mit einem Kontaktwinkelmessgerät der OCA-Serie eine einfache und effiziente Bestimmung der Oberflächenenergie von Feststoffen in nur einer Sekunde. Es eignet sich damit für den Einsatz in der Qualitätskontrolle sowie für Forschungs- und Entwicklungsabteilungen mit hohem Probendurchsatz, wie der Hersteller Dataphysics Instruments mitteilt.

Die Oberflächenenergie ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung von Feststoffoberflächen, der Rückschlüsse auf die Haftung und Spreitung von Flüssigkeiten auf der Oberfläche zulässt. Deshalb ist die Oberflächenenergie in vielen Bereichen von größter Bedeutung, z. B. in der Entwicklung und Produktion von Lacken und Farben, Klebstoffen sowie bei Oberflächenbehandlungen.

Experimentell ist es notwendig, für die Bestimmung der Oberflächenenergie Kontaktwinkelmessungen durchzuführen, wozu Tropfen von mindestens zwei Testflüssigkeiten auf den Feststoff dosiert werden müssen. Das neue Doppeldosiersystem DDS-P von Dataphysics Instruments erleichtert und beschleunigt diese Messungen laut Herstellerangaben erheblich.

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Messung in einer Sekunde

Ist das DDS-P-Modul auf dem Kontaktwinkelmessgerät montiert, ist das Gerät einsatzbereit: Der Anwender positioniert die Probe auf dem Probentisch und stellt einmalig den Abstand zu den Ventilen des DDS-P ein. Bei gleicher Probengeometrie kann diese Einstellung gespeichert und bei jeder weiteren Probe wiederverwendet werden. Mit der neuen Gerätesoftware dpiMAX genügt ein Klick auf die Schaltfläche zur Oberflächenenergiebestimmung und der automatisierte Mess- und Auswerteprozess beginnt. Das DDS-P dosiert mithilfe einer Druckdosierung gleichzeitig Tropfen zweier verschiedener Testflüssigkeiten, wie Wasser und Diiodmethan, auf die Probe. Die Software misst daraufhin deren Kontaktwinkel und zeigt direkt das Ergebnis für die Oberflächenenergie des Feststoffs mit ihrem polaren und dispersen Anteil an. Der Oberflächenenergie-Berechnung liegt das Modell von Owens, Wendt, Rabel und Kaelble zugrunde (OWRK-Modell). Der gesamte Mess- und Analyseablauf kann mithilfe des DDS-P in weniger als einer Sekunde durchgeführt werden.

Zur Zeitersparnis bei den Messungen trägt auch bei, dass die vom DDS-P dosierten Tropfen ca. einen Mikroliter klein sind. So können mit den drei Millilitern fassenden Flüssigkeitskartuschen im DDS-P bis zu 3.000 Messungen durchgeführt werden, bevor die Testflüssigkeiten nachgefüllt werden müssen.

Automatisierte Arbeitsschritte reduzieren Fehlerquellen

Durch die automatisiert ablaufende Tropfendosierung mit dem DDS-P gehören Anwenderfehler beim Aufbringen der Testflüssigkeitstropfen auf die Probe der Vergangenheit an, wie es in einer Pressemeldung von Dataphysics Instruments heißt. Das DDS-P dosiert auf Knopfdruck simultan alle für die Messung benötigten Testflüssigkeitstropfen. Dies verringert die Anzahl der notwendigen Bedienschritte und damit die Gefahr benutzerabhängiger Fehler und Ungenauigkeiten. In Verbindung mit einem automatischen Kontaktwinkelmessgerät wie dem OCA 50 ist außerdem die Probenpositionierung elektronisch ohne manuellen Eingriff möglich, was die benutzerabhängigen Fehlerquellen im Messprozess weiter verringert.

Für hohen Probendurchsatz optimiert

Das Doppeldosiersystem DDS-P eignet sich laut Hersteller besonders für Praxisanwendungen, bei denen viele Proben in kürzester Zeit charakterisiert werden müssen, was häufig in der Qualitätskontrolle, aber auch in vielen Forschungs- und Entwicklungslaboren der Fall ist. Trotz hohem Zeitdruck müssen hier ein effizienter Probendurchsatz und gleichzeitig eine benutzerunabhängige, hohe Messqualität sichergestellt werden. Anwender können mit dem System sowohl die Wirksamkeit von Oberflächenbehandlungen analysieren als auch Qualitätsschwankungen in der Produktionslinie erkennen. Durch Messungen an mehreren Stellen lässt sich weiterhin die Homogenität einer Oberfläche überprüfen.

Wer bereits ein OCA-Kontaktwinkelmessgerät von Dataphysics Instruments nutzt, kann dies in vielen Fällen mit dem DDS-P nachrüsten. Neue Anwender können das DDS-P zusammen mit einem für ihre Anwendung passenden Kontaktwinkelmesssystem im Set erwerben.

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