Oberflächenspannung, Grenzflächenspannung, Tensiometer Oberflächenspannung, Grenzflächenspannung

Die Oberflächenspannung ist eine grundlegende Eigenschaft flüssiger Stoffe 
Die Oberflächenspannung bzw. Grenzflächenspannung sowie deren mannigfache Abhängigkeiten und Zusammenhänge werden mit IMETER unwahrscheinlich komfortabel zugänglich.

  Anwendungsbeispiele / Leistungsfähigkeit

 Komplett - von der Messung bis in die Zusammenhänge!
 

Beispiele  - Prüfberichte IMETER-Prüfberichte aus Messungen: Die Verknüpfun­gen zu den PDF- Dokumenten finden sich in den Zellen­überschriften. Sie zeigen voll­doku­mentierte Berichte  - "auto­matische Doku­mentationen", die Messaufgaben sind kurz kommentiert. einfache Anwendungen 1. Heptan, (einfach) einfache, schnelle Messung, gleichwohl mit hoher Aussagekraft 2. Toluol (Prozessmessung) Verfolgung von Messwerten, in unruhiger Umgebung, bei schnellem Temperaturwechsel und über unbegrenzte Zeit. 3. energetisiertes Wasser (Test) Eine einfache Messung an Wasser besonderen Ursprungs. (Dass Wasser mit nachgesagter Heil­wirkung eine niedrigere Oberflächenspannung haben könnten, wird manchmal behauptet...) Zeit und Temperatur 4. Wasser von 50°C bis zur Siedehitze  Temperaturabhängigkeit der OFS bis zum Siedepunkt - technisch durch das Referenz­kraft­verfahren ermöglicht und Messen in geschlossenen Messzellen. 5. Wasser von 20°C bis zum Gefrierpunkt  ... natürlich wird die Dichte zur Temperatur aus der Datenbank bezogen. 6. Paraffinwachs bei 110°C    Eine isotherme Messung bei höherer Temperatur. 7. Temperaturabhängigkeit der Grenzflächenspannung Mit der Temperatur ansteigende Grenzflächenspannung!  ("Kaltwaschmittel") Konzentration / CMC 8. Polydocanol/Wasser   CMC-Messung - an einem nicht-ionischen Tensid.  (Mit einer sehr feinen CMC-Abtastung, langsamer 3h, 112 unabhängige Messungen, (0.5ppm bis 0,11‰) 9. Polydocanol/Wasser   eine "einfachere" CMC-Messung mit 35 Konzentrationen, QS-geeignetes Verfahren. 10. SDS/Wasser (Na-Laurylsulfat)    CMC-Messung an einem anionischen Tensid. "Unterschneidung im Bereich der CMC" 11. SDS/Wasser (II)   Messung der CMC am gleichen Tensid, aber einer gealterten Lösung. Die CMC bleibt konstant, aber die Messkurve ändert ihr aussehen deutlich. 12. SDS/Wasser über die Grenzflächenspannung gegen Toluol Messung der CMC von SDS über die Grenzflächenspannung von Wasser gegen Toluol. (Es bietet sich ein anderes Bild.)  13. "Grande Complication" CMC-Messung an Polydocanol/Wasser. Test der verschiedener Dosier- und Entnahmeverfahren sowie Dosierung verschiedener Konzentrationen in einer Messung. Konzentration / Adsorption  14. Adsorption an Silicagel CMC-Messung mit einem Adsorbens in der Vorlage. Die CMC wird zu höherem Wert verschoben. Oberflächenbestimmung ... Dosis / Wirkung  15. Isopropanol - Wasser Messung der Oberflächenspannung bei der Zudosierung von 2-Propanol im Bereich 0 bis 12%. Einsatzfertige Gleichungen, Wirkungsevaluierungen, Dosisoptima und/oder Herstellung von Kalibrierflüssigkeiten ...  16. 1%Aceton in Wasser Messung der Oberflächenspannung bei der Zudosierung von Aceton im Bereich bis 1% ... Geschwindigkeit 17. Honig    Überlagerung von Viskosität und Oberflächen­spannung: indem der Ring zum Messen mit verschiedenen Geschwindig­keiten bewegt wird, zeigen sich viskose Wirkungen (bzw. die viskose Kohäsion) in der "Oberflächenspannung".

Perfekte Messung und Dokumentation, ... Freiheiten, ... eine Messung liefert auch mehr ... Zusammenhänge!

IMETER ist ein Werkzeug: Unbeschränktheit der Anwendungsmöglichkeiten, Anpassungsfähigkeit an verschiedenste Aufgaben und der Lizenz für richtig, d.h. grundsätzlich, dauerhaft und ausdauernd richtig, so können auch extrem komplexe Messaufgaben realisiert werden. Man darf unbescheiden sein, in Aufgaben, die diesem Instrument zugemutet (vgl. Beispiele).
IMETER ist "kein Instrument, es ist ein Orchester"! - Wir möchten uns an dieser Stelle dafür entschuldigen, dass es Ihrer Initiative bedurfte, unser Angebot zu finden.

Themen Oberflächenspannung  Methodenübersicht Theorie, Berechnung etc.     CMC-Verfahren    Anwendungsbeispiele

Wir setzen IMETER für Dienstleistungen ein und führen für Sie gerne auch Auftragsuntersuchungen durch. Exklusive Techniken, ein breites Spektrum von Kenntnissen, langjährige Erfahrungen und heuristische Stärken stellen wir gerne in Ihre Dienste. --- Bei schlichteren Gegenstände bedient man sich ja auch Beratern.   Die Verknüpfungen, im der kleinen Tabelle links, führt zu Seiten in diesem Web mit zusätzlichen Informationen über Methoden, Theorien und Anwendungen; unterhalb finden Sie die Spezifikationen der IMETER -Methode.

 

  Spezifikationen und wichtige Leistungsmerkmale (IMETER Typ 3 und 4):

geschlossene, temperierbare Messzelle, Magnetrührwerk. Messzellen können z.B. für kontinuierliche Messung mit Probenflüssigkeit (Produkt) gespült werden. Ununterbrochene Messungen in extremer Genauigkeit sind einfach möglich. Messung nahe bei der Siedehitze  - ist kein Problem.   Hinweis zu den Spezifikation: In Messabläufen führt die intelligente Robotik etwas aus, mit bestimmten Gegenständen und nach Regeln. - Es wird dabei "irgendein Ring in irgendeinem Gefäß" bei der Temperatur, nach der Zeit mit  der Geschwindigkeit bewegt ... . Das IMETER-Framework setzt die relevanten Daten (Ringgrößen, Behälter, Kräfte, Reihenfolgen, Messauflösung der Sensoren, ...), die irgendwelche Werte haben dürfen, zueinander ins Verhältnis. - Nachdem das Wie und der Zweck des Messens frei sind, sind es auch die Messmittel selbst. Die Spezifikationsangaben beziehen sich auf Einsatzbereiche einer Analysenwaage und Standardringe, sie stellen keine Grenzen dar. IMETER 5, robust, dauerhaft und auf eine unbegrenzte Nutzzeit angelegt. Verhältnisse, Verfahren, Messzellen ... frei, je nach Zweck .

·         Auflösung 0.01 mN/m, Reproduzierbarkeit ±0.02mN/m,  Mess­bereich 0.5 - 100 mN/m. Die Messunsicherheit wird aus einer Grundunsicherheit des Ring­verfahrens von 0.1mN/m, der Unsicher­heit der Kraftmessung (Waage) sowie individueller Unsicherheiten der Ring­geometriedaten per Fehlerfort­pflanzungsgesetz ermittelt. Die Messbereichs­beschränkung ist durch das übliche Auswerte­verfahren bedingt (vgl. Punkt 13.) und ist nicht technisch beschränkt - die Anzeige größerer Werte (bis über 2000mN/m) ist möglich.   1.        Vollautomatische Verfahren: Einfach auszuführende und sichere Mess- und Steuerverfahren für zahlreichen Varianten, durch automatische und exakt reproduzierende Abläufe. Durch "Messprogramme" können Messungen  interaktiv mit dem Anwender ablaufen oder durch Steuerung über die Probeneigenschaft sich selbst regeln. Messungen können von anwenderbedingten Einflüssen vollkommen unabhängig ausgeführt werden. Die Bedienungs­hand­lung beschränkt sich oft lediglich auf das Einsetzen von Messgefäße und Ring - alles übrige kann automatisiert werden.   2.       Detaillierte Verlaufsinformationen über zeitliche Ver­änderungen: Messdaten werden unmittelbar analysiert und dargestellt. Zeitliche Veränderungen werden erfasst und unter automatischer Ermittlung von Zeitkoeffizienten (lineare oder quadratische Regressionen mit Angabe von Korrelationskoeffizient, Varianz) dargestellt. Sehr lange Messdauern – bis zu bis 25 Tage sind möglich. Die Nullpunktnachführung (=Behebung der elektronischen und mechanischen Drift) und Justierverfahren bei laufender Messung (Wägezellenjustierung) ist hier eine unverzichtbare und IMETER-exklusive Zusatzfunktion.   3.       Allgemeine Messungen z.B. für sichere Mittelwerte: Messungen können ohne Datenverlust einfach abgebrochen werden, wenn der Anwender es will, oder sich selbst beenden, wenn z.B. eine vorgegebene Anzahl von Messwerten erreicht ist, eine Messdauer überschritten wird, durch die Werte eine gewünschte Sicherheit / Standardabweichung erreicht ist etc. Zeitabstände zwischen den Messwerten können frei gewählt werden,  auch Messfrequenzen unterhalb von 10 Sekunden sind möglich.   4.       In Prozessmessungen und für Regelungen anwendbar: Es kann eine beliebige Anzahl von Messkurven je Messung (Datensatz) auftreten, eine automatische und/oder andauernde Selbstwiederholung des Ablaufs (Neuanlage eines Datensatzes mit und ohne Benutzereingriff) kann eingesetzt werden; zusammen mit der multiplen Referenzkraftermittlung und der Justierbarkeit wird der Einsatz als extrem genaues Prozessmessgerät ermöglicht das zudem noch über Regelungsfunktionen verfügt (vgl. Punkt 7.).   5.       Temperaturabhängigkeit der Ober- und Grenzflächenspannung: Während der Messung kann die Temperatur in weiten Grenzen variieren (die Ringgeometrie wird über den Ausdehnungskoeffizienten korrigiert). Die Ermittlung von Temperatureffekten - für Anwendungseigenschaften oft eine wesentliche Größe - ist mit einem Huber-Thermostat (durch IMETER gesteuert) einfach und komfortabel. Temperaturkoeffizienten und der Temperaturfunktionen werden durch lineare oder quadratische Gleichungen mit Angabe von Varianz und Korrelationskoeffizient zusammengefasst.   6.       Konzentrationsabhängigkeit der Ober- und Grenzflächenspannung, Bestimmung der Wirkdosis, CMC Bestimmung: Der unmittelbare Mengen-Wirkzusammenhang bei Zugabe von (Wirk-)Stoffmengen erlaubt die Formulierung von Produkten in der Messzelle. Bei der CMC-Messung (=c.m.c. Kritische Mizellenkonzentration) kann z.B. die Zugabe variabler Mengen und unterschiedlicher Konzentrationen Vorvereinbart automatisch durch eine Pumpe oder manuell per Spritze oder gemischt und auch erst zur Laufzeit der Messung ("Cowboy-Methode") erfolgen.   7.       Herstellung von Proben mit Ziel-Eigenschaften: Auswertung in Echtzeit und Dosiersteuerung mit Mengenbilanzierung kann genutzt werden um definierte Lösungen herzustellen. An hergestellten Lösungen  definierter Ausgangseigenschaften (erzeugte Zusammensetzung nebst Oberflächenspannung) können integriert in einem Messablauf, weitere automatische Analyseschritte folgen. Dynamische Wirkungen, Elastizität der Flüssigkeitslamelle, Veränderung bei Zugabe von Feststoff (Adsorptionsmessung - Oberflächenbestimmung am Festkörper), die Ermittlung von Temperatureffekten, Stabilität kritischer Lösungen. Oder das definierte Produkt wird für die eigentliche Anwendung entnommen und in dieser geprüft (die Rezeptur ist protokolliert).   8.       variable Messgeschwindigkeiten: Geschwindigkeits­spektren, ... ... so­wohl dynami­sche, halbdy­na­mische, statische und halbstatische Abzugs­bewegungen: Innerhalb eines Messablaufs können für den eigentlichen Messvorgang verschiedene Abzugsgeschwindigkeiten und Geschwindigkeitskriterien vorgegeben werden. - Geschwindigkeitseffekte werden aufbereitet und dargestellt.   9.       Exklusive Methoden für viskositätsunabhängige und erweiterte Mess­bereiche: Thermodynamisch korrekte Messungen werden durch eine kriteriengesteuerte Maximalkraftabtastung zu Gleichgewichtskräften  ermöglicht (erteiltes Patent DE 44 12 405); die Messung der Ober- und Grenz­flächenspannung ist damit sogar an hochkonzentrierten Polymerlösungen und Schmelzen sinnvoll möglich.   10.       Messung in gesättigter Dampfatmosphäre in temperier­baren, hoch geschlossenen Mess­zellen, auch unter Schutzgas … Die physikalisch definitionsgemäße Messweise; Messungen sind außerdem auch unter untypischen Umständen, möglich; z.B. auch getriggert in einer Glovebox.   11.       Hohe Messfrequenz, Verhinderungsmechanismen gegen Lamellen­abrisse: Dadurch, dass die Spannungsmessung auf den Bereich der Maximalkraft beschränkt werden kann, wird eine höhere Abtastrate möglich.   12.   Verwendung mehrerer Messringe mit individuellen Faktoren und Einsatz aller Arten von Messgefäßen auf IMETER: Eigene vorhandene DeNoüy-Ringe können weiterverwendet werden; verschiedene Gefäßformen sind einsetzbar (die Gefäßoberfläche wird in Berechnungen berücksichtigt).   13. Messung und Auswertung nach DIN 53914 ... ... automatische Bereichs­umschaltung der Auswertung (von Harkins und Jordan, Fox und Chrisman, Zuidema & Waters ...) automatische Prüfberichte nach den Vorgaben der DIN:Andere Aufwendungen zur Ergebnisverwaltung, wie für Laborjournale, Ablagewesen, Produktions­übersichten etc. entfallen weitgehend; Messungen sind in ihrer Ganzheit dokumentiert. Die kompletten Dokumente können im Computer-Netzwerk auch allgemein zur Verfügung gestellt werden.   14.   In Berichten zuschaltbare Diagramme ... ... zu Temperatur­abhängigkeit, Zeitverlauf, Referenz­abweichung (Verlaufs­unterschiede zur Standpartie), Konzentration,  Geschwin­dig­keits­abhängig­keit, Konzentrationsverhalten, sowie der Messkurven und eines Ereignisdiagramms. Mit Eintragung von Referenzwerten, Verläufen, Fehlerbereichen und Ausgleichsfunktion im Zeit- und Temperaturdiagramm. Die Layouts der Diagramme sind individualisierbar.   15.   Tabellarische Datenzusammenfassungen ... ... der Einzelwerte mit Zeit, Temperatur, der Lamellenhöhe, des Lamellen­alters, (Konzentration, Zeitpunkt der Änderung ...) der Maximal- und Bezugskraft, der Mess­ge­schwindigkeit, von evtl. Auf­treten­den Ab­riss­höhen und relativer -zeitpunkte sowie einer Messkurven­typologie.Datentabellen können aus Berichten einfach herauskopiert werden und stehen für Analysen in anderen Programmen zur Verfügung. (Es ist eine Option, die mit dem „Werkzeug IMETER“ neu zur Verfügung gestellten Erkenntnismöglichkeiten gerade auch abseits der klassischen Bewertungs­schemata in dieser wichtigen Thematik wissenschaftlich anzuwenden …).   16.   Automatik, Effektivität, Rückverfolgbarkeit und definitive, überzeitlich vergleich­bare Ergebnisse der IMETER-Messungen: Das System erfasst und dokumentiert alle Einzelheiten, vom Kalibrierzustand der Wägezelle, den genauen Vorgängen bei der Messung, der Historie … bis hin zur Seriennummer des steuernden PC – automatisch und ohne eine Sekunde der Aufmerksamkeit des Prüfers dafür zu erfordern. Die in den Messprogrammen modellierten und in den Berichten dokumentierten Abläufe enthalten all die Informationen, die eine zeitlich und räumlich unbeschränkte Kommunikation über Stoffverhalten bzw. Messergebnisse ermöglichen.