Kontaktwinkel
Kontaktwinkel – eine Messgröße der Dilatometrie
Der Kontaktwinkel ist ein Maß für das Vermögen einer Flüssigkeit, die Oberfläche eines festen Körpers zu benetzen. Die Form, die ein Tropfen auf einer Fläche annimmt, hängt von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und der Beschaffenheit der Fläche ab.
An der Grenze zwischen Tropfen und gasförmiger Umgebung kann die Oberflächenspannung eine gekrümmte Kontur bewirken.
Am Rand des Tropfens, wo die Kontur in die Auflagefläche übergeht, bildet sich zwischen der Grenzfläche flüssig / fest und der Tangente an die Grenzfläche flüssig / gasförmig der Kontaktwinkel aus.
Bedeutung des Winkels
Verläuft die Flüssigkeit gleichmäßig auf der festen Oberfläche, liegt vollständige Benetzung mit einem Kontaktwinkel von 0° vor.
Liegt der Winkel zwischen 0° und 90° ist die Oberfläche benetzbar. Die Oberfläche wird als hydrophil bezeichnet.
Ein Winkel zwischen 90° und 150° bedeutet, die Oberfläche ist nicht benetzbar. Sie ist hydrophob.
Ab einem Wert von 150°, handelt es sich um eine ultrahydrophobe Oberfläche, die vollständig flüssigkeitsabweisend ist. Diese Eigenschaft wird als Lotuseffekt beschrieben.
- Winkel zwischen 0° und 90° = Oberfläche benetzbar, hydrophil
- Winkel zwischen 90° und 150° = Oberfläche nicht benetzbar, hydrophob
- Winkel ab 150° = ultrahydrophobe Oberfläche, vollständig flussigkeitsabweisend, Lotuseffekt
Kontaktwinkel als Entscheidungsgrundlage in der Praxis
Die Kenntnis des Kontaktwinkels ist die Grundlage für die Beurteilung der Eignung von Farben, Lacken und Kühlschmiermitteln, die Materialien möglichst gut benetzen sollen.
Bei der Veredlung bestimmter Textilien und bei wasserabweisenden Gebäudefassaden soll im Gegensatz dazu eine möglichst geringe Benetzung erzielt werden.
Die Benetzbarkeit kann durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung gezielt beeinflusst werden.
Die Messung des Kontaktwinkels ermöglicht die planmäßige Entwicklung optimaler Verfahren auf diesem Gebiet.
Die Kontaktwinkelmessung erfolgt im Rahmen der Tropfenkonturanalyse, bei der das Schattenbild des Tropfens optisch ausgewertet wird.
Mit dem Erhitzungsmikroskop von Linseis lässt sich zusätzlich die Temperaturabhängigkeit des Kontaktwinkels exakt feststellen.
