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稱重原理動靜態(tài)表面張力和界面張力儀-基于Young-Laplace方程修正技術

點擊次數(shù):2860    發(fā)布時間:2022-09-26 00:00:00

目前,基于白金板法原理的稱重(測力法)表面張力儀主要分為兩種:

種是代的白金板法表面張力儀-零浮力法。其特征為白金板法浸入液體里一定深度后,再拉回到液面(水平線)。這種原理也被稱為零浮力原理。目前各主要商業(yè)化的表面張力儀生產(chǎn)廠均采用這樣的原理。

這種原理條件下的表面張力儀的白金板法(Wilhelmy plate method) 與白金環(huán)法(DuNouy Ring)一樣,其缺陷非常明顯。主要體現(xiàn)為:

1,這種表面張力儀稱為靜態(tài)表面張力儀,無法測試隨時間變化的表面張力值。當然,隨之而帶來的缺陷為,測試臨界膠束濃度(CMC)的過程會非常復雜。這樣的基于零浮力原理的靜態(tài)表面張力儀若測試臨界膠束濃度,則建議盡量采用全自動臨界膠束濃度的進液系統(tǒng)。

2,無法測試陽離子表面活性劑。主要因為陽離子表面活性劑極易吸附到浸入的板表面,從而影響了終的測試探測界面(白金板)。測值重復性差,測值偏低。

3,無法測試有粘度的樣品,如硅油等。

當然,如上的缺陷1和3在白金環(huán)法的表面張力儀同樣存在。

第二種是基于Young-Laplace方程修正的白金板法表面張力儀。其特征為白金板一旦探測到液面(接觸到液面),立即停止運行。利用分析天平的浸濕速度計算到得高度和接觸角值,并進行接觸角和浮力修正。目前采用本項技術的表面張力儀已經(jīng)由上海梭倫信息科技有限公司代表美國科諾工業(yè)有限公司在中國申請發(fā)明。這種方法以優(yōu)點非常明顯:

1,基于Young-Laplace方程修正的白金板法表面張力儀可以用于測試動態(tài)、靜態(tài)表面張力值。表面活性劑的吸附時間很容易得到。上海梭倫引進的高速分析天平46數(shù)據(jù)/秒,0.01mg,可以非常高速的捕捉到LB膜級別的力的變化,且將整個曲線捕捉下來。我們在對比時發(fā)現(xiàn),如果采用國產(chǎn)分析天平或其他分析天平的表面張力儀,若速度比較慢,則無法取得這樣的效果。

2,測試臨界膠束濃度非常方便。先測試水的表面張力值,再用微量進液器或移液滴滴入提前稀釋的液體,將整個過程數(shù)據(jù)捕捉下來即可。

3,測試有粘度樣品非常簡單。

 

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