Die Norm ASTM D 1331 beschreibt Prüfverfahren zur Messung der Oberflächen- und Grenzflächenspannung von Lösungen mit Farben, Lösungsmitteln, Lösungen von oberflächenaktiven Stoffen und anderen Flüssigkeiten. Im Einzelnen werden vier Messverfahren beschrieben, bei denen entweder der Du-Noüy-Ring oder die Wilhelmy-Platte mit einem Krafttensiometer verwendet wird.
ASTM D 1331: Anwendung
Die Bestimmung der Oberflächen- und Grenzflächenspannung von Flüssigkeiten gibt Aufschluss über deren Benetzungseigenschaften. Oft werden oberflächenaktive Stoffe verwendet, um die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit zu senken. Die Norm ASTM D 1331 umfasst vier Messungen für viele flüssige Materialien, wie Farben, Lösungsmittel und Lösungen oberflächenaktiver Stoffe.
ASTM D1331: Experiment
Geräte
Für diese Messung werden folgende Geräte verwendet:
- Tensiometer
- Du Noüy-Ring (Platinring mit 4–6 cm Umfang) oder Wilhelmy-Platte aus Glas oder Platin
- Probenbehälter mit einem Mindestdurchmesser von 6 cm
Alle Kraft-Tensiometer der DCAT-Serie von DataPhysics Instruments entsprechen dieser Norm.
Verfahren und Berechnung
Diese Norm umfasst insgesamt vier verschiedene Messungen:
- Messung der Oberflächenspannung mit einem Du Noüy-Ring
- Messung der Grenzflächenspannung mit einem Du Noüy-Ring
- Messung der Oberflächenspannung mit einer Wilhelmy-Platte
- Messung der Grenzflächenspannung mit einer Wilhelmy-Platte
Die Norm empfiehlt, den Test mindestens zweimal und bei Bedarf öfter durchzuführen. Die Temperatur der Flüssigkeit sowie die Zeit zwischen dem Eintauchen und dem Ablösen der Flüssigkeit vom Ring oder von der Platte sollten aufgezeichnet werden.
Bei vollständiger Benetzbarkeit beträgt der Kontaktwinkel 0°. Das bedeutet, dass sich die Flüssigkeit vollständig über die feste Oberfläche ausbreitet. Bei teilweiser Benetzbarkeit ist der Kontaktwinkel größer als 0°, aber kleiner als 90°. In diesem Fall benetzt die Flüssigkeit die Oberfläche nicht vollständig, sondern bildet einen halbkugelförmigen Tropfen. Bei schlechter Benetzbarkeit beträgt der Kontaktwinkel mehr als 90°. Das bedeutet, dass die Flüssigkeit die Oberfläche meidet und in extremen Fällen als runder Tropfen zurückbleibt.
Die Norm ASTM D 1331 ist seit 1989 in Gebrauch, wurde zuletzt 2020 aktualisiert und 2024 überprüft.
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