表面張力儀測試原理分類 表面張力儀快速可靠的質(zhì)量控制模式。設置測量參數(shù)后，可準確測量并顯示表面張力值。能夠獨立設置測量范圍、測試數(shù)據(jù)數(shù)量、測量平均值，是研發(fā)的理想工具。它是一種專門用于生產(chǎn)過程的連續(xù)監(jiān)控模式。用戶可以輕松調(diào)整測量參數(shù)。常用的測試方法有鉑板法、鉑環(huán)法、懸滴法、滴體積法、最大泡壓法等。接下來，我將簡要介紹一些常用的方法。
??表面張力儀根據(jù)測試原理，根據(jù)使用的技術不同，可分為以下幾類：
?? 1、鉑金戒指法
??又稱duNouyRingmethod、duNouy環(huán)法、環(huán)法。鉑環(huán)法的測量方法如下：將鉑環(huán)輕輕浸入液體中；鉑環(huán)緩慢上升，即液面相對下降，使鉑環(huán)下方形成液柱，最終到達鉑環(huán)。分離。鉑環(huán)法是感測一個最大值，這個最大值是在鉑環(huán)和液體樣品分離但不分離時形成的。將該最大值轉(zhuǎn)換為表面張力值的精度取決于液體的粘度。由于這種方法使用的很早，原來的表面張力測試儀基本都是用這種方法，現(xiàn)有的很多數(shù)據(jù)也是用這種方法測出來的。
??作用在液體表面使液體表面積減小的力稱為液體表面張力。其原因是液體接觸氣體的表面有一層薄薄的層，稱為表層。表層分子比液體內(nèi)部更稀疏，分子之間的距離比液體內(nèi)部大。分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。就像你想把彈簧拉開一樣，彈簧有收縮的趨勢。
?? 2. 鉑板法
??當傳感鉑板浸入待測液體中時，鉑板周圍的表面張力會受到影響，液體的表面張力會盡可能地將鉑板拉下。當液體表面張力等相關力和平衡力達到平衡時，傳感鉑板將停止浸入液體中。此時，儀器的平衡傳感器測量浸入深度并將其轉(zhuǎn)換為液體的表面張力值。
??在具體的測試過程中，鉑板法的測試步驟為：
?? (1) 將鉑片逐漸浸入液體中
??(2)在浸沒液面的狀態(tài)下，傳感器感應到平衡值
??(3) 將感測到的平衡值轉(zhuǎn)換為表面張力值并顯示出來
??3、ZUI大氣泡法表面張力儀
??又稱氣泡壓力法表面張力儀，BPA表面張力儀。基本原理是A為表面張力計，中間玻璃管F下端直徑為0.2mm-0.5mm的毛細管，B為充滿水的氣泵，C為U-形狀的壓力表，其中含有比重小的水。或以酒精、甲苯等為工作介質(zhì)，測量微壓差。將表面張力計安裝在表面張力計中，使F管端面與液面相切，液面沿毛細管上升。抽氣瓶的活塞打開緩慢抽氣，毛細管內(nèi)的液面受到一個大于A瓶內(nèi)液面的壓力。當毛細管端面上的壓差——附加壓力（Δp=p大氣壓-p系）產(chǎn)生的力略大于毛細管液體的表面張力時，氣泡就會從毛細管口中通過。對于逃逸，這種附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比。關系式為：Δp=2σ/R，其中Δp為附加壓力； σ 是表面張力； R 是氣泡的曲率半徑。如果毛細管的半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。氣泡開始形成時，表面幾乎是平的，此時曲率半徑最大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸減小，直至形成半球形。此時曲率半徑R與毛細管半徑相等，曲率半徑達到zui值小，此時附加壓力按上式達到最大值。氣泡進一步增大，R 變大，附加壓力變小，直到氣泡逸出。根據(jù)上式，R=r時的最大附加壓力為：Δpzui=2σ/r或σ=(r/2)Δpzui。在實際測量中，如果毛細管端剛好與液面接觸，則氣泡起泡所需要克服的靜壓可以忽略不計，因此可以直接用上式進行計算。當用密度為ρ的液體作為壓力表介質(zhì)時，測得的Δpzui對應的最大壓差為Δhzui，則：σ=(r/2)ρgΔh，當(r/2)ρg組合成一個常數(shù)時當K時，上式變?yōu)椋害?KΔh，公式中的儀器常數(shù)K可以用已知表面張力的標準材料測得。
??缺點：（1）這種表面張力儀通常用于分析表面活性劑反應速度快的樣品的測量值，如毫秒級。另一個應用是現(xiàn)場估算。但是需要注意的是，毛細管內(nèi)壁的清潔肯定會影響測量值。 (2)壓力傳感器的精度會影響測量值。
?? 4、懸滴法表面張力儀
??又稱滴體積法表面張力儀、滴重法表面張力儀、PendantDrop 表面張力儀。基本原理是：當液體從噴嘴滴落時，液體的大小與液體的密度和表面張力有關。液滴重量與噴嘴半徑和液體的表面張力有關。這種方法消除了對接觸角的要求，擴大了液滴形狀法的應用范圍。但是這種方法對抗振的要求相當高，否則很難得到正確的懸滴形曲線。同時，這種方法對像素的要求更高，其精度取決于使用多少像素來分析圖像捕獲過程。常用于以下情況：
?? (1) 在特殊的空氣或壓力環(huán)境、真空或惰性氣體條件下測試表面張力或界面張力值；
?? (2) 高溫條件下的錫、煤、瀝青等測試對象的表面張力或界面張力值；
?? (3) 高粘度樣品的表面張力或界面張力測量值。
?? 5. 旋轉(zhuǎn)滴表面張力儀
??界面張力遠低于液體表面張力的zui低值，稱為超低界面張力。而這個范圍幾乎不是10-3mN/m。由于使用上述方法的表面張力儀無法準確測量該表面張力值，我們只能使用旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀進行測試。其原理是：通過測量一種液體在另一種液體中不混溶的液體液滴的頂點的赤道寬度和高度，通過計算公式計算出兩種液體的界面張力值。需要注意的是，他測量的是界面張力值，必須要求形成兩相。
??使用這種方法的儀器只能在理論上區(qū)分表面張力或界面張力的某個數(shù)量級。如果非要測值，目前的技術難度很大。采用這種方法的表面張力儀通常用于以下情況：
?? (1)通過油田三次采油分析表面活性劑或三元驅(qū)或二元驅(qū)的表面張力和界面張力值。
?? (2)化妝品行業(yè)微乳液界面張力分析。 |
