Oberflächenreinheit gemessen in einer Sekunde. Dr. Thomas Skrivanek parts2clean - Stuttgart, 02/06/2016

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1 Oberflächenreinheit gemessen in einer Sekunde Dr. Thomas Skrivanek parts2clean - Stuttgart, 02/06/2016

2 Grenzflächenspannung beeinflusst direkt die Qualität von Beschichtungen

3 In der Natur findet man oft optimierte Oberflächen Wüstenkäfer (Stenocara sp.) und Schmetterling (Morpho sulkowskyi) (Quelle: Prof. Dr. Zhong-Ze Gu, Kanagawa Academy of Science and Technology, Japan) (Quelle: Andrew R. Parker, University of Oxford, UK)

4 Thermodynamisch verknüpft die Grenzflächenspannung die Änderung der Freien Enthalpie mit einer Flächenänderung dg 0 = σ da σ = Arbeit Fläche = J m 2 = Kraft Länge = N m

5 Mit einem an einer Waage befestigten Ring wird die Oberfläche der Flüssigkeit vergrößert Du Noüy Ringmethode dg 0 = σ da

6 Wasser netzt verschieden polare Festkörperoberflächen unterschiedlich gut an 115 Silicon A (auf Glasoberfläche) 95 Silicon B (auf Glasoberfläche) 75 Kunststoff 15 gereinigtes Glas

7 Optische Kontaktwinkelmessungen sind so alt wie die Gleichung nach Young. Das Absetzen der Tropfen geschieht über eine Kanüle Für behutsam abgesetzte Tröpfchen kann der Einfluss der kinetischen Energie vernachlässigt werden

8 Oberflächenreinigung führt zu einer Änderung des Kontaktwinkels (CA) Wassertropfen auf unterschiedlich gereinigten Glasscheiben Nach erfolgreicher Reinigung Nach ungenügender Reinigung Kontaktwinkel 10 Kontaktwinkel 25 Krüss Applikationsbericht Nr. 259

9 Ein kanülenbasiertes Dosiersystem weist Schwächen auf: Die Ergebnisse können in Abhängigkeit der Tropfenabsetzung variieren 1.8 µl Wassertropfen abgesetzt auf PDMS mit einer 0.5mm Stahlkanüle. CA = CA = CA = 108.3

10 Bisher konnten mit einem liquid jet Dosiermechanismus keine vertrauenswürdigen CA-Messdaten erzielt werden Das Einbringen relativ hoher kinetischer Energie beeinflusst die Tropfenkontur signifikant Liquid Jet: Hohe Geschwindigkeiten werden benötigt, um einen Jet auszubilden CA ist das Ergebnis eines Entnetzungprozesses

11 KRÜSS hat ein kanülenloses Dosiersystem entwickelt, welches den Einfluss kinetischer Energie minimiert PATENT PENDING Zeitlupenvideo eines mit einer liquid needle dosierten Tropfens

12 Online publiziert am 14. Januar, 2016 als von Experten geprüfter Artikel Journal of Colloid and Polymer Science, Topical Collection Contact Angle Hysteresis

13 Die Oberflächenspannung (OFS) ist mehr als nur ein Wert Die Aufteilung in disperse und polare Wechselwirkungen kann wichtig sein. Oberflächenspannung = D + P D = disperser Anteil der Oberflächenspannung Van der Waals-Wechselwirkung (Keesom, Debye, London) P = polarer Anteil der Oberflächenspannung Lewis Säure-Base-Wechselwirkung Wasserstoffbrückenbindung (als spezf. von Lewis Wechselwirkung) Daumenregel: Polar interagiert nur mit polar und dispers nur mit dispers

14 Eine Reinigung oder Aktivierung der Oberfläche hilft, physikalische Parameter für eine verbesserte Adhäsion zu steuern Testtinten liefern hierüber keinerlei Aussage!

15 Messung der Oberflächenenergie mit nur einem Klick Mobile Surface Analyzer MSA

16 Mit einem Knopfdruck werden zwei Testflüssigkeiten dosiert, die Kontaktwinkel bestimmt und die SFE an der Stelle errechnet Ablauf einer mobilen Kontaktwinkelmessung

17 Oberflächenreinigung führt zu einer Änderung der Freien Oberflächenenergie (SFE) Polypropylene (PP): CA(H 2 O): 101 CA(DIM): 62 Unbehandelt: SFE = 27.3 mn/m (0.5 mn/m polar) CA(H 2 O): 31 CA(DIM): 49 Behandelt: SFE = 66.0 mn/m (31.5 mn/m polar)

18 Der Käfer zeigt, wie Grenzflächenchemie dem Flüssigkeitshaushalt hilft Wüstenkäfer (Stenocara sp.) (Quelle: Andrew R. Parker, University of Oxford, UK)

19 Sie finden uns in HALLE 5 Stand E39 Haben Sie Fragen? KRÜSS GmbH Dr. Thomas Skrivanek Technical Consultant Borsteler Chaussee Hamburg t.skrivanek@kruss.de