Filmische Verunreinigung

TESTTINTE

Verschmutzte Flächen lassen sich schlechter benetzen als saubere Oberflächen. Eine gute Benetzbarkeit ist die Grundvoraussetzung für die Beschichtung mit Lacken, Druckfarben oder Klebstoffen. Eine einfache Methode zur Messung der Oberflächenspannung auf verschiedensten Materialien ist die Bestimmung mit Testtinten. Dazu tragen wir Testtinte auf die Oberfläche auf. Bleiben die Striche stabil, ist die Oberfläche gut benetzbar. Die Oberfläche des Substrates entspricht dann mindestens der Oberflächenspannung der Testtinte. Zieht sich die Tinte zusammen, so ist die Benetzbarkeit des Substartes niedriger als die der verwendeten Testtinte. Der Vorgang wird dann mit einer Testtinte geringerer Oberflächenspannung wiederholt. Je höher der Wert der Oberflächenspannung, umso sauberer ist die Oberfläche. Die Oberflächenspannung/Oberflächenenergie wird in mN/m angegeben.

FLUORESZENZ-MESSUNG

Organische filmische Verunreinigungen wie Fette, Öle oder Wachse fluoreszieren, wenn sie mit UV-Licht angeregt werden. Auch nichtfluoreszierende Stoffe wie Silikonöle können mit beigemischten fluoreszierenden Farbstoffen als Marker erkennbar gemacht werden. Organische Substanzen können wir so schnell und berührungslos auf metallischen Oberflächen nachweisen. Als Referenzwert benötigen wir lediglich eine absolut saubere Oberfläche. Je höher der gemessene Fluoreszenzwert, desto stärker ist die filmische Verschmutzung. Der Messwert wird in RFU (relative Fluoreszenzeinheiten) angegeben.

Kontaktwinkelmessung

Eine Methode zur Kontrolle ihrer Bauteiloberflächen ist die Kontaktwinkelmessung mit Ermittlung der freien Oberflächenenergie. Sie ist ein einfaches und sekundenschnelles Verfahren und kann wegen des handlichen Messinstruments auch mobil zum Einsatz kommen.

Das Gerät dosiert dazu Tropfen zweier Flüssigkeiten – eine polare, z.B. Wasser, und eine disperse, z.B. Diiodmethan – auf die zu prüfende Oberfläche. Innerhalb von Sekunden ermittelt das Gerät den Kontaktwinkel, also den Winkel, den ein Flüssigkeitstropfen auf der Oberfläche eines Festkörpers zu dieser Oberfläche bildet. Ein Kontaktwinkel < 90°, zeigt an, dass die Oberfläche gut benetzbar ist, ein Kontaktwinkel > 90° weist darauf hin, dass z.B. Beschichtungen schlecht oder gar nicht haften. Aus den ermittelten Kontaktwinkel für polar und dispers wird auch die freie Oberflächenenergie in mN/m berechnet. Je höher diese ist, desto besser ist die Benetzbarkeit durch wässrige oder organische Flüssigkeiten, die Anfangshaftung und auch die Langzeitstabilität.

NACHWEIS UND IDENTIFIZIERUNG MITTELS RAMAN- UND FTIR-SPEKTROSKOPIE

Chemisch-filmische Verunreinigungen wie Öle, Fette, Kühlschmierstoffe, Reiniger, Konservierungsstoffe, Lösungsmittel und mehr lassen sich mit den spektroskopischen Analyseverfahren RAMAN und FTIR direkt auf der Bauteiloberfläche untersuchen. Diese Mess- und Analyseverfahren liefern uns qualitative Messwerte. Das bedeutet, wir können die Verunreinigung nachweisen und eindeutig identifizieren. Für diese sehr oberflächennahe Analysemethode sind Referenz-Datenbanken erforderlich.

NACHWEIS UND QUANTIFIZIERUNG MITTELS GASCHROMATOGRAPHIE (GC-FID)

Zum Nachweis filmischer Verunreinigungen extrahieren wir diese mit einem geeigneten Lösemittel vom Bauteil und analysieren die gelösten organischen Rückstände gaschromatographisch gekoppelt mit einem Flammenionisationsdetektor (GC-FID). Als Ergebnis erhalten wir die Summe der löslichen organischen Verunreinigungen in mg/Bauteil bzw. in mg/m².

IDENTIFIZIERUNG UND QUANTIFIZIERUNG MITTELS GASCHROMATOGRAPHIE (GC-MS)

Auch hier werden die Verunreinigungen mit einem geeigneten Lösemittel vom Bauteil extrahiert und dann die gelösten organischen Rückstände mittels Gaschromatographie, gekoppelt mit einem Massenspektrometer (GC-MS), analysiert. Als Ergebnis erhalten wir die Summe der löslichen organischen Verunreinigungen in mg/Bauteil bzw. in mg/m² sowie die Identifikation einzelner Komponenten.

GRAVIMETRISCHE BESTIMMUNG

Zur Messung der Stoffmenge extrahieren wir die Verunreinigungen mit einem geeigneten Lösemittel vom Bauteil und trennen die festen Rückstände durch Filtration. Nach dem Abdampfen des Lösemittels bestimmen wir gravimetrisch, unter Verwendung einer Analysenwaage, die Masse der löslichen Rückstände. Die Angabe erfolgt in mg/Bauteil bzw. in mg/m².