全球领先的表面张力仪测量技术——精确快速测量动静态表面张力

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怎样理解表面张力仪中的表面张力?

来源:个性优厚 浏览 67 次 发布时间:2022-04-19

液体具有内聚性和吸附性,这两者都是分子引力的表现形式。内聚性使液体能抵抗拉伸引力,而吸附性则使液体可以黏附在其他物体上面。在液体和气体的分界处,即液体表面及两种不能混合的液体之间的界面处,由于分子之间的吸引力,产生了极其微小的拉力。假想在表面处存在一个薄膜层,它承受着此表面的拉伸力,液体的这一拉力称为表面张力。清晨凝聚在叶片上的水滴、水龙头缓缓垂下的水滴,都是在表面张力的作用下形成的。


简单来说,表面张力指的是作用于液体表面上任何部分单位长度直线上的收缩力,表面张力的方向与该直线垂直并且与液面相切。


我们用杯子接一杯水,水的表面与空气接触,这一界面就会表现出不同于内部的性质,我们将在这一界面上发生的界面现象称为表面现象。在温度和压强都恒定的情况下,某个物体内部分子受到的作用力是均匀的,但表面分子受到的作用力则不均匀。处于液相和气相接触界面的分子受到内部液态分子的作用力相比起气相分子给的作用力会大一些,这个时候,就会产生一个垂直指向液体内部的合力,这一合力就是表面张力,因为其方向垂直指向液体内部,所以液体表面分子就会有向内部聚拢的现象。



基于以上原理研发制造的表面张力仪是一种专门用来测试单一液体表面张力或两种液体之间界面张力的测试仪器。它可以迅速、准确地测出各种液体的表面张力值,并将测试结果自动显示出来。适用于化学试剂、表面活性剂、液态油脂等的表面张力及油水类界面张力的测定。适用于科研、工业检测、教学等环境中使用。


测试原理


表面张力仪主要由扭力丝、传感器、铂金环及升降部分组成,使用时将铂金环浸入到被测液体中的一定位置,通过电机、精密丝杠、托盘带动盛有液体的玻璃器皿下降,这时铂金环与被测液体之间的膜被拉长,使铂金环受到一个向下的力,通过杠杆臂使扭力丝随之扭转,传感器测出杠杆臂另一端的位移,将被拉伸的薄膜变形量转变为电压量,经过电路处理转化为相应张力值,并自动显示出来。随着薄膜被逐渐拉长,张力值逐渐增大,直至薄膜破裂,记下最大值就是该液体的实测张力值P,再乘以该液体的校正因子F,就得到液体的实际张力值V,即V=P·F,校正因子F取决于实测张力值P、液体密度、铂金丝的半径及铂金环的半径。


影响因素


表面张力的方向与液面相切,并与液面的任何两部分分界线垂直。表面张力仅仅与液体的性质和温度有关。一般情况下,温度越高,表面张力就越小。另外杂质也会明显地改变液体的表面张力,比如洁净的水有很大的表面张力,而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小,也就是说,洁净水表面具有更大的收缩趋势。


适用标准


JB/T9388-2002《界面张力仪条件》


GB/T6541-86《石油产品油对水界面张力仪的测定法(圆环法)》


ISO1409-1995《塑料橡胶聚合物分散体和乳胶表面整理以测定》


GB/T22237-2008《表面活性剂表面张力仪的测定》


GB11278-89《阴离子和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定(圆环法)》


GB/T18396-2001《天然乳胶环法测定表面张力》


SH/T1156-99《合成橡胶表面张力测定法》等液体张力测试标准