旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀的測(cè)量原理分析

2021-09-14

技術(shù)文章

旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀主要用于測(cè)量液-液之間的界面能，旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀主要由攝像頭、光源、測(cè)量窗口和毛細(xì)管(樣品管)組成, 樣品管在馬達(dá)的帶動(dòng)下可以在不同的速度下旋轉(zhuǎn)。測(cè)量時(shí)，樣品管中裝滿高密度相, 然后再在高密度相中注入一滴低密度相(液滴), 樣品管在馬達(dá)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下液滴在樣品管的中心軸線上，并且被拉伸變形，在液滴的變化過(guò)程中, 軟件控制系統(tǒng)一直追蹤液滴的形狀并擬合出其輪廓，同時(shí)，自動(dòng)算出界面張力值。
旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀是基于美國(guó)科諾技術(shù)的經(jīng)典型界面化學(xué)分析儀器，采用本系列界面張力儀可以實(shí)現(xiàn)低/超低界面張力值的分析，廣泛應(yīng)用于日化用品、油田三采、微乳、表面活性劑等行業(yè)。

恒溫恒壓條件下增加單位界面面積時(shí)體系自由能的增量，我們稱之為界面張力。該體系起源于界面兩側(cè)的分子對(duì)界面上分子的吸引力不同。區(qū)別于通常情況下的界面張力測(cè)試，旋轉(zhuǎn)滴可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低或超低界面張力的分析，而通常的方法如白金板法、白金環(huán)法無(wú)法實(shí)現(xiàn)這樣的測(cè)值。

通常，我們把10-2-10-1mN/m的界面張力稱為低界面張力，而達(dá)到10-3mN/m以下的界面張力稱為超低界面張力。

為測(cè)定超低界面張力，須人為地改變?cè)瓉?lái)重力與界面張力之間的平衡以使平衡時(shí)液滴的形狀便于測(cè)定。這可以通過(guò)使體系旋轉(zhuǎn)，增加離心力場(chǎng)的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。這就是旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力的測(cè)試原理。

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