表面活性劑檢測(cè)儀

什么是表面張力

*，我們可以根據(jù)分子間的互相吸引力來解釋液體的性質(zhì)。這種分子間的吸引力就被稱之為分子內(nèi)聚力或稱范德華力。而表面張力、界面張力以及相類似的現(xiàn)象就是用來解釋分子內(nèi)聚力的基本物理現(xiàn)象。

具體來說，構(gòu)成液體的分子在表面上所受的力與本體內(nèi)的會(huì)不相同。在本體內(nèi)的分子所受的力是對(duì)稱的、平衡的。而在表面上的分子，受本體內(nèi)分子吸引而無(wú)反向的平衡力。這就是說，它受到的是拉入本體內(nèi)的力。也就是說，力圖將表面積縮小，使這種不平衡的狀態(tài)趨向平衡狀態(tài)。

熱力學(xué)的說法是：要將這體系的表面能降至小，這個(gè)力就稱為“表面張力”，也說是單位面積上的自由能(J/m2)，也就是形成或擴(kuò)張單位面積的界面所需的能量。它的數(shù)值和表面張力(N/m)一致。由于習(xí)慣，常用表面張力表示表面自由能，它對(duì)液體表面的物理化學(xué)現(xiàn)象起著作用。在日常生活中，早晨荷葉上的露珠、杯子中的弧形水面等均為表面張力現(xiàn)象。

什么是表面張力.

表面張力儀的工作原理

表面張力儀根據(jù)所使用的技術(shù)不同，按測(cè)試原理可分為如下幾類：

1.氣泡壓力法

這也是測(cè)定液體表面張力的一種的方法，測(cè)定時(shí)將一根毛細(xì)管插入待測(cè)液體內(nèi)部，從管中緩慢地通入惰性氣體對(duì)其內(nèi)的液體施以壓力，使它能在管端形成氣泡逸出。當(dāng)所用的毛細(xì)管管徑較小時(shí)，可以假定所產(chǎn)生的氣泡都是球面的一部分，但是氣泡在生成及發(fā)展過程中，氣泡的曲率半徑將隨惰性氣體的壓力變化而改變，當(dāng)氣泡的形狀恰為半球形時(shí)，氣泡的曲率半徑為小，正好等于毛細(xì)管半徑。

如果此時(shí)繼續(xù)通入惰性氣體，氣泡便會(huì)猛然脹大，并且迅速地脫離管端逸出或突然破裂。如果在毛細(xì)管上連一個(gè)U型壓力計(jì)，U型壓力計(jì)所用的液體密度為P.兩液柱的高度差為△l，那么氣泡壓力△Pmax就能通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

特點(diǎn)

此方法與接觸角無(wú)關(guān)，裝置簡(jiǎn)單，測(cè)定快速；經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)可以用于熔融金屬和熔鹽的表面張力測(cè)量。由于氣泡法表面張力儀能夠模擬表面活性劑的隨時(shí)間的變化情況，并且可以繪制完整的表面張力變化曲線，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。

2.吊環(huán)法

吊環(huán)法的基本原理是將浸在液面上的金屬環(huán)(鉑絲制成)脫離液面，其所需的拉力，等于吊環(huán)自身重量加上表面張力與被脫離液面周長(zhǎng)的乘積。Timberg和Sondhauss首先使用此法，但DuNouy次應(yīng)用扭力天平來測(cè)定此拉力。Harkins和Jordan引進(jìn)了校正因子，可以用來測(cè)定純液體表面張力，測(cè)定時(shí)必須注意其表面張力有時(shí)間效應(yīng)。此外，將吊環(huán)拉離液面時(shí)要特別小心，以免液面發(fā)生擾動(dòng)。

特點(diǎn)

由于液膜有一定的厚度，同時(shí)由于上拉環(huán)也將帶起由于液膜有一定的厚度，同時(shí)由于上拉環(huán)也將帶起若干液體，并且環(huán)的半徑和被拉起的液膜的半徑稍有不同，所以吊環(huán)法的精度稍低。

3.白金板法

當(dāng)感測(cè)白金板浸入到被測(cè)液體后，白金板周圍就會(huì)受到表面張力的作用，液體的表面張力會(huì)將白金板盡量地往下拉。當(dāng)液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達(dá)到均衡時(shí)，感測(cè)白金板就會(huì)停止向液體內(nèi)部浸入。這時(shí)候，儀器的平衡感應(yīng)器就會(huì)測(cè)量浸入深度，并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值。

具體測(cè)試過程中，白金板法的測(cè)試步驟為：

(1)將白金板浸入液體內(nèi)；

(2)在浸入狀態(tài)下，由感應(yīng)器感測(cè)平衡值；

(3)將感應(yīng)到的平衡值轉(zhuǎn)化為表面張力值，并顯示出來。

4.懸滴法

懸滴法實(shí)質(zhì)上是滴外形法的一種。滴外形法是根據(jù)液滴的外形來測(cè)定表面張力和接觸角的方法，既有懸滴法又有躺滴法。

5.旋滴法

在樣品管中裝入高密度的液體，再加入少量低密度液體，密閉后，將其置于旋滴儀中使其以X角速度旋轉(zhuǎn)。在離心力、重力及表面張力作用下，低密度液體在高密度液體中形成圓柱形液滴。

表面張力儀的應(yīng)用

表面張力儀適用于油水的界面測(cè)試和油墨配方研制。應(yīng)用于油漆、涂料行業(yè)；農(nóng)藥，電鍍行業(yè)；化妝品，食品行業(yè)；水處理，電力行業(yè)；生物工程，各大專院校等行業(yè)。

表面張力儀的應(yīng)用，主要用于以下方面：

(1)在線表面張力測(cè)試，用于過程分柝與控制，可達(dá)致產(chǎn)品均質(zhì)優(yōu)化及減低損耗，整體來說是降低生產(chǎn)成本、質(zhì)量監(jiān)控。

(2)臨界膠速表面活性劑濃度相對(duì)表面張力，可以很快由測(cè)繪標(biāo)圖而確定。

(3)一些常用的清潔劑的表面活性劑非常活躍，表面張力測(cè)試可研究清潔劑的方子，從而功能。

(4)很多墨水、涂料都含有活躍的表面活性劑，當(dāng)在應(yīng)用過程中，會(huì)直接影響質(zhì)量。通過高速的公式、化學(xué)方子預(yù)測(cè)比較，可更準(zhǔn)確的加強(qiáng)應(yīng)用性能。

(5)可用于測(cè)試氣霧劑的噴霧方子、化學(xué)公式的比較，主要是衡量表面活性分子的擴(kuò)散時(shí)間。

(6)儀器的模擬輸出包括微分壓力傳感器訊息，會(huì)收集得表面活性分子由環(huán)繞的流體至空氣/液體界面的表面擴(kuò)散準(zhǔn)確的測(cè)量值及它的移動(dòng)訊息。

(7)測(cè)量半導(dǎo)體工業(yè)的電鍍液槽里電鍍液的表面張力，可以準(zhǔn)確決定電鍍液的濃度及添加劑的應(yīng)用份量。

表面張力的應(yīng)用領(lǐng)域：
1. 電力行業(yè)
分析絕緣油的純凈程度和運(yùn)行油的污染狀況。

2. 墨水、油墨行業(yè)
分析印刷、涂布傾向性、潤(rùn)濕性，進(jìn)行質(zhì)量控制。

3. 清洗劑行業(yè)
分析表面活性劑的吸收速度、性質(zhì)，研究適合的濃度，研究臨界膠束濃度。

4. 助化劑行業(yè)：
研究聚集與擴(kuò)散的行為能力。

5. 化妝品行業(yè)
分析乳劑或懸浮劑的分散性、穩(wěn)定性及潤(rùn)濕性。

6. 電鍍行業(yè)
分析電鍍液潤(rùn)濕性，進(jìn)行質(zhì)量控制。

7. 農(nóng)藥行業(yè)
分析吸收、分散、穩(wěn)定的能力。

8. 油漆、涂布行業(yè)
分析涂布傾向性、成膜性及分散、穩(wěn)定、潤(rùn)濕的能力。

9. 水處理行業(yè)
污水的處理，各類水的水質(zhì)分析

10. 石油采油行業(yè)
三次采油時(shí)，石油助排劑的分析。

11. 消防行業(yè)
分析泡沫滅火劑瞬間鋪展、潤(rùn)濕的能力。