Theorie zur Blasendruckmethode
Dynamische Oberflächenspannung
Mit herkömmlichen Messmethoden für die Oberflächenspannung, zum Beispiel der Wilhelmy-Plattenmethode, erhält man die statische OFS, also Aussagen über eine bereits fertig ausgebildete und im dynamischen Gleichgewicht befindliche Oberfläche.
Tensidlösungen benötigen zur Ausbildung dieses dynamischen Gleichgewichts deutlich mehr Zeit als Wasser und andere Flüssigkeiten. Der Grund dafür liegt in dem molekularen Aufbau der Tenside: Sie bestehen aus einem hydrophilen (wasseranziehenden) "Kopf" und einem hydrophoben (wasserabweisenden) "Schwanz". Aufgrund dieses Aufbaus lagern sich die Tensidmoleküle an der Oberfläche an; der "Schwanz" ragt aus der Oberfläche heraus und sorgt für eine Verminderung der Oberflächenspannung.
Die folgende Grafik illustriert diesen Sachverhalt:
Oben sehen Sie eine animierte Darstellung dieser Messmethode.
Bei Prozessen wie Schäumen, Reinigen, Drucken oder Beschichten werden Grenzflächen sehr schnell erzeugt. Bei solchen Vorgängen ist nicht nur der Gleichgewichtswert der Oberflächenspannung, sondern auch die Kinetik der Grenzflächenbildung von entscheidendem Einfluss. Die Teilchenbeweglichkeit der verwendeten Tenside wird dabei zu einem wesentlichen Einflussfaktor auf die Ausbildung der Oberflächenspannung.
Die folgende Abbildung zeigt schematisch den Verlauf der Oberflächenspannung s zweier Tensidlösungen in Abhängigkeit vom Oberflächenalter. Wie man sieht, fällt die Oberflächenspannung zu Beginn stark ab und nähert sich erst nach einiger Zeit einem Gleichgewichtswert.
