什么是表面張力？

我們生活中經(jīng)常會(huì)跟表面張力打交道，卻清楚認(rèn)知它。它在清潔洗滌中扮演者象汽車、化妝品中的潤(rùn)滑劑那樣的角色。水甲蟲之所以不被淹死只不過(guò)是因?yàn)楸砻鎻埩υ谧鞴帧?/p>

液體中分子之間的吸引力是產(chǎn)生表面張力的原因。如果我們觀察某種介質(zhì)的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)分子間的吸引力是相同的。因此，分子所受到的各個(gè)方向的力是相同的，合力為零。

另一方面，如果分子處于液體表面，液體內(nèi)部的吸引力作用在一邊，另外一邊卻沒(méi)有分子作用力的存在。因此，合力的方向是指向液體內(nèi)部的。從宏觀來(lái)看，液體表面積會(huì)趨向最小華，液滴將因此趨向變圓。

測(cè)量表面張力的方法：

拉環(huán)法：利用一個(gè)初始浸在液體的環(huán)從液體中拉出一個(gè)液體膜，測(cè)量環(huán)脫離液面時(shí)需要施加的力來(lái)計(jì)算出表面張力。

吊片法：又稱Wilhelmy法、吊板法。采用蓋玻片、云母片、濾紙或鉑箔平板插入液體，使其底邊與液面接觸，測(cè)定吊片脫離液體所需與表面張力相抗衡的最大拉力F，也可將液面緩慢地上升至剛好與吊片接觸。吊片法直觀可靠，不需要校正因子，這與其他脫離法不同，還可以測(cè)量液-液界面張力。

棒法：與吊片法差不多，以Wilhelmy 板法為基礎(chǔ)，用圓柱棒代替吊板，測(cè)量表面張力。

滴體積法：液體在毛細(xì)管口成滴下落前的瞬間，落滴所受的重力與管口半徑及液體的表面張力有關(guān)。

懸滴法：英文名為Pendant Drop method，通過(guò)測(cè)量一懸滴的輪廓來(lái)獲得液體的表面張力。

氣泡壓力法：通過(guò)液體分子間的吸引力，液體里面的空氣氣泡同樣會(huì)受到這些吸引力的作用，譬如氣泡在液體中形成會(huì)受到表面張力的擠壓。氣泡的半徑越小，它所有的壓力就越大。通過(guò)與外部氣泡相比，增加的壓力可用于測(cè)量表面張力?？諝饨?jīng)由毛細(xì)管進(jìn)入液體，隨著氣泡形成外凸，氣泡的半徑也隨之連續(xù)不斷的減小。

這個(gè)過(guò)程壓力會(huì)上升到最大值，氣泡半徑最小。此時(shí)氣泡的半徑等于毛細(xì)管半徑，氣泡成半球狀。此后，氣泡破裂并脫離毛細(xì)管，新氣泡繼續(xù)形成。把過(guò)程中的氣泡壓力特征曲線描繪出來(lái)，我們就可以用它來(lái)計(jì)算出表面張力。

測(cè)量表面張力的意義

研究表面張力主要是為了確定：1.液體的自身性質(zhì)；2.環(huán)境對(duì)表面張力的影響；3.具有特殊功能的活性劑的濃度。目前，無(wú)論是科研還是工業(yè)應(yīng)用，對(duì)加入特殊功能活性劑的研究和應(yīng)用，表面張力已成為主要的參考項(xiàng)目之一，如日化行業(yè)的增泡劑、增粘劑等，噴墨和油墨行業(yè)的潤(rùn)濕劑、流平劑等，化工的樹(shù)脂、乳液等，清洗行業(yè)的清潔劑、除污劑等等。

目前市場(chǎng)上已經(jīng)有多種測(cè)量液體表面張力的儀器，有的測(cè)的是靜態(tài)的、有的測(cè)的是動(dòng)態(tài)的，那么動(dòng)態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力有什么區(qū)別呢？讓我們一起往下看了解。

靜態(tài)表面張力 VS 動(dòng)態(tài)表面張力

靜態(tài)表面張力如拉環(huán)法，是利用一個(gè)初始浸在液體的環(huán)從液體中拉出一個(gè)液體膜，測(cè)量環(huán)脫離液面時(shí)需要施加的力來(lái)計(jì)算出表面張力。而當(dāng)表面活性劑濃度大于臨界膠束濃度CMC值時(shí)，表面活性劑不會(huì)在氣液界面上增加排布，而會(huì)在液體內(nèi)部形成膠束或游離等狀態(tài)，因此拉環(huán)法方法不能測(cè)出濃度增大時(shí)表面張力的區(qū)別。

測(cè)試表面張力的方法，包括：最大氣泡發(fā)，拉板拉環(huán)法，毛細(xì)管上升法，界面夾角法，旋滴法等等。而測(cè)動(dòng)態(tài)的只有最大氣泡法，它的優(yōu)勢(shì)是，在幾十毫秒到幾十秒之間，可以產(chǎn)生一系列的氣泡，每個(gè)氣泡代表一個(gè)新界面，每個(gè)新界面都有相應(yīng)的一個(gè)表面張力讀數(shù)，此過(guò)程可得到一系列動(dòng)態(tài)的表面張力值。而靜態(tài)測(cè)試方法是一個(gè)界面上的變化，最終所取的是一個(gè)較佳值，較佳值通常都在十幾秒或以后產(chǎn)生的，此過(guò)程是測(cè)出一個(gè)值，而這個(gè)值是可以在鼓泡法中的曲線中尋找出來(lái)的。

對(duì)于有特殊功能活性劑的研究，往往是需要在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相應(yīng)的效果，例如，噴墨和印刷行業(yè)大部分需要在70ms-150ms之間要求墨水的表面張力達(dá)到35mN/m左右。日化行業(yè)龍頭企業(yè)要求增泡劑在300ms內(nèi)達(dá)到32mN/m。

測(cè)動(dòng)態(tài)表面張力，除了可以達(dá)到某些特殊效果外，還可以通過(guò)測(cè)試得出動(dòng)態(tài)CMC值（包括較佳CMC和應(yīng)用CMC），研究溶液和活性劑的特性。

不同品牌表面張力儀的對(duì)比

舉例說(shuō)明

噴墨打印機(jī)的打印頭噴墨到紙張上只需要十幾毫秒（或更短時(shí)間），汽車漆噴涂到工件上乳膠漆滾涂到墻面上或需要幾十到幾千毫秒，不同的表面活性劑遷移到新的界面需要的時(shí)間不同，所以對(duì)產(chǎn)品的潤(rùn)濕，流平性能的影響也有所不同。如下圖所示，圖1是析塔SITA表面張力儀的毛細(xì)管剛形成新的氣泡（即新的界面）時(shí)，表面活性劑只有少量聚集到新的界面上。隨界面形成的時(shí)間越久（即氣泡壽命越長(zhǎng)），表面活劑劑聚集到界面上就越多。析塔SITA表面張力儀可以測(cè)出從15毫秒到15秒的動(dòng)態(tài)表面張力。

表面張力分析儀介紹

德國(guó)析塔SITA是液體動(dòng)態(tài)表面張力測(cè)試方法的引領(lǐng)者，1993年創(chuàng)立了新一代表面張力計(jì)的理論基礎(chǔ)。

德國(guó)析塔SITA表面張力主要有以下幾個(gè)型號(hào)：

翁開(kāi)爾是德國(guó)析塔SITA中國(guó)總代理，近40年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，能根據(jù)你的需求為您提供專業(yè)的解決方案，歡迎致電【400-6808-138】咨詢。