Fortschreitwinkel

Der Fortschreitwinkel zwischen einer Flüssigkeit und einem Festkörper ist der Kontaktwinkel, der sich im Zuge des Vorgangs der Benetzung einstellt, im Gegensatz zum statischen Kontaktwinkel, der ohne Änderung der Kontaktfläche zwischen Flüssigkeit und Festkörper gemessen wird. Der Fortschreitwinkel wird – wie auch der Rückzugswinkel – als dynamischer Kontaktwinkel bezeichnet.

Hintergrund

Der Fortschreitwinkel wird bei Untersuchung fester Oberflächen gegenüber dem statischen Kontaktwinkelhäufig häufig bevorzugt, weil er immer an einer immer frisch benetzten Fläche und außerdem an vielen, dicht beieinander liegenden Positionen gemessen wird. Auf diese Weise werden Zeiteffekte wie z.B. Verdunstung minimiert und lokale Inhomogenitäten des Festkörpers herausgemittelt.

Methoden

  • Vergrößerung des Volumens eines liegenden Tropfens bei der Tropfenkonturanalyse. Das Volumen des Tropfens wird von Hand oder mit einem motorgetriebenen Kolben vergrößert. Dabei werden Bilder aufgenommen und ausgewertet. In der Praxis wird dabei ein Tropfen von etwa 3-5 µL mit Hilfe einer Spritzennadel auf der Festkörperoberfläche gebildet und dann langsam vergrößert, während sich die Nadel im Tropfen befindet. Dabei wandert die Grenzfläche nach außen.
    Im Anfangsbereich ist der gemessene Kontaktwinkel noch nicht unabhängig vom Tropfenvolumen, weil der Nadelkontakt Auswirkungen auf die Tropfenform hat. Erst danach lässt sich der Fortschreitwinkel sinnvoll messen. Messgeräte: DSA100, DSA30, DSA25

Messung des Fortschreitwinkels durch Volumenvergrößerung des Tropfen

  • Messung des Wilhelmy-Kontaktwinkels durch Kraftmessung an einer senkrecht aufgehängten Platte, die während der Messung eingetaucht und herausgezogen wird. Bei dieser Methode wird der Rückzugswinkel mitgemessen. Messgeräte: K100
  • Konturanalyse eines Tropfens, der sich über die geneigte Festkörperoberfläche bewegt. Messgeräte: DSA100 oder DSA30 mit Neigetisch