Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBTensiometrie
Blasendrucktensiometrie
Verfahren zur Bestimmung der dynamischen Oberflächenspannung von Flüssigkeiten
Prinzip
Eine Messkapillare wird in die zu untersuchende Lösung eingetaucht und mit einer definierten Fließrate Luft (oder ein anderes Gas) durch diese hindurchgeleitet. Über den sich am Ende der Kapillare aufbauenden Gasdruck wird die Oberflächenspannung der Flüssigkeit berechnet. Mit abnehmender Frequenz der Blasenbildung erhöht sich die Existenzdauer der Blasen, was einem höheren Oberflächenalter entspricht.
Anforderungen an Untersuchungsmaterial
- Mindestflüssigkeitsmenge ca. 10 mL
- nicht zu stark schäumende Flüssigkeiten
Blasendrucktensiometer BP 50, Krüss
- Mobiles Tensiometer
- Messbereich der Oberflächenspannung 15 mN/m bis 100 mN/m
- Messbereich der Flüssigkeitstemperatur 5 °C bis 95 °C
- Blasenlebensdauer: 15 ms bis 16000 ms
Anwendungen
Untersuchung dynamischer Prozesse von oberflächenaktiven Verbindungen.
Wilhelmy-Platten-Methode/Ringmethode
Verfahren zur Messung der Oberflächen- und Grenzflächenspannung von Flüssigkeiten
Prinzip
Bei der Wilhelmy-Platten-Methode wird die Unterkante einer senkrecht aufgehängten, rechteckigen Platinplatte mit der zu messenden Flüssigkeit in Kontakt gebracht und dadurch benetzt. Aus der Kraft, mit welcher die Platte aus der Flüssigkeit gezogen wird, kann die Oberflächenspannung der Flüssigkeit berechnet werden.
Bei der Ringmethode nach De Noüy wird der mit Messflüssigkeit voll benetzte Ring durch die Flüssig-flüssig- bzw. Flüssig-gasförmig-Grenzfläche gezogen. Am Ring bildet sich eine Flüssigkeitslamelle, die die Grenzfläche vergrößert. Aus der rücktreibenden Kraft lässt sich die Oberflächen- bzw. Grenzflächenenergie berechnen.
Anforderungen an das Untersuchungsmaterial
- Viskosität nicht zu hoch
- ca. 50 mL Mindestmenge
- Grenzflächenspannungen > 10 mN/m
Messapparatur/Messmöglichkeiten
- Messbereich 0 bis 500 mN/m
- Messtemperatur ca. 0 °C bis 100 °C
- Temperatur-/Zeitabhängigkeit der Oberflächenspannung
- Vollautomatische Bestimmung der kritischen Mizellbildungskonzentration (CMC)
- Messung in Zug- und Druckrichtung (für Kontaktwinkelmessungen)
- Kontaktwinkelmessungen (flächig) mit unterschiedlichen Plattenmaterialien (auch Messung mit Ringmethode)
- Dichtebestimmung anhand der Auftriebskraft eines Tauchkörpers bis zu 2,3 g/cm3
- Sorptionsbestimmungen z. B. an Pulvern oder Membranen
- Sedimentationsverhalten von Dispersionen
Anwendungsbeispiele
- Tensidkonzentration in glavanischen Bädern
- Stabilität von Emulsionen
