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, wie etwa in der Entwicklung und Produktion von Lacken und Farben, Klebstoffen sowie bei Oberflächenbehandlungen von größter Bedeutung.  

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 erheblich. Dr. Sebastian Schaubach, Leiter Innovation Management bei DataPhysics Instruments, sagt: „Ich bin begeistert, wie einfach das DDS-P im Handling ist. Das erleichtert Einsteigern die ersten Schritte am Gerät und ermöglicht fortgeschrittenen Nutzern einen reibungslosen, effizienten Messablauf.“ Das ab sofort verfügbare Dosiermodul DDS-P ist mit vielen Kontaktwinkelmessgeräten der OCA-Serie von DataPhysics Instruments kombinierbar.

Oberflächenenergie in Sekundenschnelle bestimmen

Ist das DDS-P auf dem OCA-Kontaktwinkelmessgerät montiert, kann losgelegt werden: 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 einziger 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 etwa Wasser und Diiodmethan, auf die Probe. Die Software misst daraufhin deren Kontaktwinkel und zeigt dann 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 (OWRK-Modell) zugrunde.

Der gesamte Mess- und Analyseablauf kann mithilfe des DDS-P in weniger als einer Sekunde durchgeführt werden. Schaubach sagt: „Vor allem das perfekte Zusammenspiel zwischen der neuen dpiMAX-Software mit ihrer modernen und intuitiven Benutzeroberfläche und der neu entwickelten Dosiereinheit ermöglicht Messungen in kürzester Zeit mit großer Genauigkeit.“

Zur Zeitersparnis bei den Messungen trägt auch bei, dass die vom DDS-P dosierten Tropfen circa 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. „Der Wechsel der Kartuschen ist so einfach wie das Einsetzen einer Tintenpatrone in einen Füllfederhalter“, so Schaubach.

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. 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 etwa dem OCA 50, ist außerdem die Probenpositionierung elektronisch ohne manuellen Eingriff möglich, was die benutzerabhängigen Fehlerquellen im Messprozess weiter verringert.

Perfekt für Anwendungsgebiete mit hohem Probendurchsatz

Das Doppeldosiersystem DDS-P eignet sich 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. Dies leistet die automatisierte Oberflächenenergiebestimmung mit dem DDS-P und der dpiMAX-Software in herausragender Art und Weise. 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.

Bestehende Kunden können ihre OCA-Kontaktwinkelmessgeräte in vielen Fällen mit dem DDS-P nachrüsten; neue Anwender können das DDS-P zusammen mit einem für ihre Anwendung passenden Kontaktwinkelmesssystem im Set bei DataPhysics Instruments erwerben. Für mehr Informationen zum Doppeldosiersystem DDS-P besuchen Sie unsere Webseite www.dataphysics-instruments.com/de/DDS-P oder kontaktieren Sie uns per E-Mail unter info@dataphysics-instruments.com.