Oberflächenladung und Benetzbarkeit: Welchen Mehrwert bietet das Zetapotenzial?

Die Zetapotenzialanalyse und die Kontaktwinkelmessung sind komplementäre Techniken, die sich mit der Festkörper-Wasser-Grenzfläche befassen. Das Zetapotenzial stellt die Oberflächen- und Grenzflächenladung dar und hilft bei der Charakterisierung von funktionellen Oberflächengruppen, die die Benetzbarkeit von Materialoberflächen beeinflussen. Der Kontaktwinkel liefert Informationen über die Benetzbarkeit von Oberflächen und wird zur Berechnung der Oberflächenenergie verwendet. Dieser Applikationsbericht zeigt Korrelationen zwischen diesen Grenzflächenparametern auf und Anwendungsbeispiele, in denen die Analyse des Zetapotenzials einen zusätzlichen Nutzen bei der Charakterisierung von Materialoberflächen bietet.

Einleitung

Die Messungen des Kontaktwinkels und des Zeta-potenzials adressieren Eigenschaften der Grenzfläche zwischen einem Festkörper und der ihn umgebenden Flüssigkeit. Für wässrige Medien liefern diese Grenzflächenparameter sich ergänzende Informat-ionen zur Hydrophilie oder Hydrophobie und zur Ladung von Materialoberflächen. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften funktioneller Gruppen bestimmen die Wechselwirkung der Oberfläche mit Wasser und sind verantwortlich für die Ladungs-bildung und den hydrophilen Charakter. Obwohl der Kontaktwinkel des Wassers und das Zetapotenzial durch unterschiedliche Analysemethoden ermittelt werden, ist es nicht überraschend, eine empirische Korrelation zwischen diesen Parametern zu finden, beispielsweise für polymere Materialien.

Dieser Bericht beschreibt verschiedene Techniken zur direkten oder indirekten Messung des Wasserkontakt-winkels und des Zetapotenzials und hebt die Komplementarität dieser Grenzflächenparameter durch ausgewählte Anwendungsbeispiele hervor. Wir beschreiben vorhandene Korrelationen zwischen dem Wasserkontaktwinkel und dem Zetapotenzial und die Anwendbarkeit der entsprechenden Messtechniken. Dabei heben wir den zusätzlichen Nutzen der Zetapotenzialanalyse hervor.

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