Beschichtungen und Beschichtungsstoffe wie Lacke, Druckfarben, Anstrichstoffe, etc. sind meist komplexe Mehrstoffsysteme, deren Physik und Physikalische Chemie nicht ohne weiteres zu verstehen ist. Lackeigenschaften messen und steuern liefert einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der physikalisch-chemischen Grundlagen von Beschichtungssystemen. Ziel dieses wichtigen Fachbuches ist es, das Basiswissen in den Gebieten der Rheologie, Grenzflächen und Kolloide verständlich darzustellen und dabei den Bogen von der Theorie bis hin zu wichtigen anwendungstechnischen Verhaltensweisen zu schlagen. Denn jede Prozess- und Produktoptimierung steht und fällt mit dem Verständnis der physikalisch-chemischen Zusammenhänge und der verwendeten Analysenmethode. Die Autoren beschäftigten sich zunächst ausführlich mit zwischenmolekularen Wechselwirkungen, Löslichkeit und Verträglichkeit, bevor sie detailliert in die Themen Rheologie, Rheometrie, Grenzflächen, Benetzung, Verlauf und Adhäsion einsteigen. Auch der Kolloidchemie bei Lacken und anderen Beschichtungsstoffen wird Rechnung getragen. "Lackeigenschaften messen und steuern" richtet sich in erster Linie an Lackingenieure, aber auch an Chemiker und Techniker sowie an all jene, die ein ganzheitliches Verständnis der Beschichtungssysteme anstreben.

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Jens Kröger, Technischer Leiter, Peter Lacke GmbH, Hiddenhausen Die physikalischen Eigenschaften der Bestandteile moderner Lacke und Farben sind äußerst komplex und ihre Beschreibung ist ohne das notwendige Maß an Theorie nicht möglich. Dabei bestimmt gerade das Zusammenspiel der physikalischen Parameter die Eigenschaften von Lacken und Beschichtungen entscheidend. Die Lösung lacktechnischer Probleme und die zielorientierte Entwicklung sind ohne diese Kenntnisse heute nicht mehr möglich. In der zweiten Auflage des vorliegenden Buches „Lackeigenschaften messen und steuern“ wird die anspruchsvolle Theorie, oft auch anhand vereinfachender Modelle, anschaulich aufgearbeitet, ohne dabei unnötig in die Tiefe zu gehen. Die Möglichkeit zur Vertiefung einer Thematik ist durch die umfangreichen Literaturhinweise am Ende jedes Kapitels aber jederzeit gegeben. Die Darstellungen zur methodischen Erfassung der relevanten physikalischen Parameter sind umfassend und bieten dem Leser einen weiten Überblick über die messtechnischen Möglichkeiten und den Stand der Technik. Erst die Kombination von verständlicher Theorie und sorgfältig ausgewählter Messmethodik erlaubt es dem lacktechnischen Anwender die Eigenschaften eingesetzter Materialien zu verstehen und letztendlich auch zu steuern. Das vorliegende Buch wird daher jedem Leser eine wertvolle Hilfe auf dem Weg dorthin sein.

1 Lackeigenschaften messen und steuern 1.1 Bestandteile von Lacken und Beschichtungsstoffen 1.2 Benetzung und Verlauf 2 Zwischenmolekulare Wechselwirkungen, Löslichkeit und Verträglichkeit 2.1 Van der Waals-Wechselwirkungen 2.2 Löslichkeit und Verträglichkeit 2.3 Dreidimensionale Löslichkeitsparameter 2.4 Literatur 3 Rheologie 3.1 Viskosität und Elastizität 3.2 Rheologische Grundbegriffe 3.2.1 Deformation 3.2.2 Elastizität 3.2.3 Zugversuch (Zugspannung) 3.2.4 Poisson-Zahl 3.2.5 Rheologische Zustandsbereiche von Polymeren 3.2.6 Schubspannung und Viskosität 3.2.7 Scherrate 3.3 Abweichung vom newtonschen Fließverhalten 3.3.1 Fließgrenze 3.3.2 Scherverdünnendes Fließverhalten (Strukturviskosität und Thixotropie) 3.1.3 Scherverdickendes Fließverhalten (Dilatanz und Rheopexie) 3.4 Temperaturabhängigkeit der Viskosität 3.5 Viskosität von Lösungen und Dispersionen 3.5.1 Viskosität von Polymerlösungen 3.5.2 Viskosität von Dispersionen 3.6 Literatur 4 Rheometrie 4.1 Randbedingungen für die rheologische Messung 4.2 Messgeräte 4.2.1 Fließfelder 4.2.2 Kugelfall- und Blasenviskosimeter 4.2.3 Kapillarviskosimeter und Auslaufbecher 4.2.4 Relativ-Viskosimeter mit Drehkörper 4.2.5 Rotations- und Oszillationsrheometer 4.3 Rheologische Untersuchungsmethoden 4.3.1 Rampenversuch 4.3.2 Scherratensprung 4.3.3 Kriech- und Kriecherholungs-Versuch – viskoelastisches Verhalten 4.3.4 Oszillationsversuch – Schwingungsrheometrie 4.4 Literatur 5 Grenzflächen 5.1 Oberflächenenergie und Oberflächenspannung 5.1.1 Kapillardruck– Gleichung von Young und Laplace 5.1.2 Dampfdruck kleiner Tröpfchen – kelvinsche Gleichung und Löslichkeit von Kristallen – ostwaldsche Gleichung 5.2 Adsorption an Grenzflächen 5.2.1 Gibbssche Adsorptionsisotherme 5.2.2 Adsorptionsisothermen 5.2.3 Bestimmung der spezifischen Oberfläche (BET-Methode) 5.3 Messung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten 5.3.1 Ringmethode 5.3.2 Plattenmethode 5.3.3 Methode des hängenden Tropfens 5.3.4 Kapillarmethode 5.3.5 Dynamische Oberflächenspannung 5.4 Temperaturabhängigkeit der Oberflächenspannung 5.5 Benetzung von Festkörpern 5.5.1 Kontaktwinkel – youngsche Gleichung 5.5.2 Spreitungskoeffizient 5.5.3 Kritische Oberflächenspannung – Zisman-Methode 5.5.4 Oberflächenenergie niederenergetischer Festkörper 5.6 Literatur 6 Benetzung, Verlauf, Adhäsion 6.1 Lackieren und Bedrucken unterschiedlicher Substrate 6.2 Benetzungsstörungen 6.2.1 Entnetzung, Krater, Fischaugen 6.2.2 Bénardsche Zellen, Orangenhaut 6.3 Verlaufsmodell 6.4 Oberflächenrauheit 6.5 Benetzung fester Körper 6.5.1 Benetzung von Pigmenten 6.5.2 Benetzung niederenergetischer Oberflächen 6.6 Oberflächenaktive Substanzen im Lack 6.7 Methoden zur Vorbehandlung von Kunststoffen 6.7.1 Vorbehandlung durch aktivierten Sauerstoff 6.7.2 Gasphasenfluorierung 6.8 Adhäsion 6.8.1 Adhäsionstheorien 6.8.2 Entwicklung der Adhäsion bei der Filmbildung 6.8.3 Innere Spannungen 6.8.4 Weak Boundary Layer Theorie 6.8.5 Methoden zur Messung der Haftfestigkeit 6.8.6 Haftvermittler und Primer 6.9 Literatur 7 Kolloidchemie bei Lacken und anderen Beschichtungsstoffen 7.1 Kolloidale Systeme 7.1.1 Klassifizierung und Strukturen 7.1.2 Größenordnungen kolloidaler Systeme 7.2 Messung von Teilchengrößen und Teilchengrößenverteilungen 7.2.1 Darstellung von Teilchengrößenverteilungen 7.2.2 Primärteilchen und Aggregate 7.2.3 Sedimentation im Schwerefeld 7.2.4 Messung der Teilchengröße durch Lichtstreuung 7.3 Stabilisierung von Kolloiden 7.3.1 Elektrostatische Stabilisierung von Kolloiden 7.3.2 Wechselwirkung zwischen Molekülen 7.3.3 Wechselwirkung zwischen den Dispersionsteilchen 7.3.4 Elektrophoretische Beweglichkeit und Messung des Zetapotenzials 7.3.5 Sterische Stabilisierung von Kolloiden 7.3.6 Stabilisierung durch Polymere und Ladungen 7.4 Pigmentteilchen im Lack 7.4.1 Pigmente in Lieferform 7.4.2 Dispergieren 7.4.3 Dispergiermaschinen 7.4.4 Rheologie von Pigmentdispersionen 7.4.5 Schockerscheinungen 7.4.6 Testmethoden zur Pigmentauswahl 7.4.7 Anwendungstechnische Eigenschaften von Beschichtungsstoffen 7.4.8 Visuelles Erscheinungsbild und Koloristik 7.5 Literatur