表面张力仪测试原理分类 表面张力仪快速可靠的质量控制模式。设置测量参数后，可准确测量并显示表面张力值。能够独立设置测量范围、测试数据数量、测量平均值，是研发的理想工具。它是一种专门用于生产过程的连续监控模式。用户可以轻松调整测量参数。常用的测试方法有铂板法、铂环法、悬滴法、滴体积法、最大泡压法等。接下来，我将简要介绍一些常用的方法。
表面张力仪根据测试原理，根据使用的技术不同，可分为以下几类：
1、铂金戒指法
又称duNouyRingmethod、duNouy环法、环法。铂环法的测量方法如下：将铂环轻轻浸入液体中；铂环缓慢上升，即液面相对下降，使铂环下方形成液柱，最终到达铂环。分离。铂环法是感测一个最大值，这个最大值是在铂环和液体样品分离但不分离时形成的。将该最大值转换为表面张力值的精度取决于液体的粘度。由于这种方法使用的很早，原来的表面张力测试仪基本都是用这种方法，现有的很多数据也是用这种方法测出来的。
作用在液体表面使液体表面积减小的力称为液体表面张力。其原因是液体接触气体的表面有一层薄薄的层，称为表层。表层分子比液体内部更稀疏，分子之间的距离比液体内部大。分子间的相互作用表现为引力。就像你想把弹簧拉开一样，弹簧有收缩的趋势。
2. 铂板法
当传感铂板浸入待测液体中时，铂板周围的表面张力会受到影响，液体的表面张力会尽可能地将铂板拉下。当液体表面张力等相关力和平衡力达到平衡时，传感铂板将停止浸入液体中。此时，仪器的平衡传感器测量浸入深度并将其转换为液体的表面张力值。
在具体的测试过程中，铂板法的测试步骤为：
(1) 将铂片逐渐浸入液体中
(2)在浸没液面的状态下，传感器感应到平衡值
(3) 将感测到的平衡值转换为表面张力值并显示出来
3、ZUI大气泡法表面张力仪
又称气泡压力法表面张力仪，BPA表面张力仪。基本原理是A为表面张力计，中间玻璃管F下端直径为0.2mm-0.5mm的毛细管，B为充满水的气泵，C为U-形状的压力表，其中含有比重小的水。或以酒精、甲苯等为工作介质，测量微压差。将表面张力计安装在表面张力计中，使F管端面与液面相切，液面沿毛细管上升。抽气瓶的活塞打开缓慢抽气，毛细管内的液面受到一个大于A瓶内液面的压力。当毛细管端面上的压差——附加压力（Δp=p大气压-p系）产生的力略大于毛细管液体的表面张力时，气泡就会从毛细管口中通过。对于逃逸，这种附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比。关系式为：Δp=2σ/R，其中Δp为附加压力； σ 是表面张力； R 是气泡的曲率半径。如果毛细管的半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。气泡开始形成时，表面几乎是平的，此时曲率半径最大；随着气泡的形成，曲率半径逐渐减小，直至形成半球形。此时曲率半径R与毛细管半径相等，曲率半径达到zui值小，此时附加压力按上式达到最大值。气泡进一步增大，R 变大，附加压力变小，直到气泡逸出。根据上式，R=r时的最大附加压力为：Δpzui=2σ/r或σ=(r/2)Δpzui。在实际测量中，如果毛细管端刚好与液面接触，则气泡起泡所需要克服的静压可以忽略不计，因此可以直接用上式进行计算。当用密度为ρ的液体作为压力表介质时，测得的Δpzui对应的最大压差为Δhzui，则：σ=(r/2)ρgΔh，当(r/2)ρg组合成一个常数时当K时，上式变为：σ=KΔh，公式中的仪器常数K可以用已知表面张力的标准材料测得。
缺点：（1）这种表面张力仪通常用于分析表面活性剂反应速度快的样品的测量值，如毫秒级。另一个应用是现场估算。但是需要注意的是，毛细管内壁的清洁肯定会影响测量值。 (2)压力传感器的精度会影响测量值。
4、悬滴法表面张力仪
又称滴体积法表面张力仪、滴重法表面张力仪、PendantDrop 表面张力仪。基本原理是：当液体从喷嘴滴落时，液体的大小与液体的密度和表面张力有关。液滴重量与喷嘴半径和液体的表面张力有关。这种方法消除了对接触角的要求，扩大了液滴形状法的应用范围。但是这种方法对抗振的要求相当高，否则很难得到正确的悬滴形曲线。同时，这种方法对像素的要求更高，其精度取决于使用多少像素来分析图像捕获过程。常用于以下情况：
(1) 在特殊的空气或压力环境、真空或惰性气体条件下测试表面张力或界面张力值；
(2) 高温条件下的锡、煤、沥青等测试对象的表面张力或界面张力值；
(3) 高粘度样品的表面张力或界面张力测量值。
5. 旋转滴表面张力仪
界面张力远低于液体表面张力的zui低值，称为超低界面张力。而这个范围几乎不是10-3mN/m。由于使用上述方法的表面张力仪无法准确测量该表面张力值，我们只能使用旋转滴法表面张力仪进行测试。其原理是：通过测量一种液体在另一种液体中不混溶的液体液滴的顶点的赤道宽度和高度，通过计算公式计算出两种液体的界面张力值。需要注意的是，他测量的是界面张力值，必须要求形成两相。
使用这种方法的仪器只能在理论上区分表面张力或界面张力的某个数量级。如果非要测值，目前的技术难度很大。采用这种方法的表面张力仪通常用于以下情况：
(1)通过油田三次采油分析表面活性剂或三元驱或二元驱的表面张力和界面张力值。
(2)化妆品行业微乳液界面张力分析。 |
