技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES面張力儀;旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀等等。表面張力儀的分類.常見的幾種表面張力儀1、白金環(huán)法表面張力儀白金環(huán)法表面張力儀又稱duNouyRingmethod,duNouy環(huán)法,吊環(huán)法表面張力儀,脫環(huán)法表面張力儀。
其原理為白金環(huán)法的測量方法為:(1)將白金環(huán)輕輕地浸入液體內(nèi);(2)將白金環(huán)慢慢地往上提升,即液面相對而言下降,使得白金環(huán)下面形成一個液柱,并終與白金環(huán)分離。白金環(huán)法表面張力儀就是去感測一個高值,而這個高值形成于白金環(huán)與液體樣品將離而未離時。
這個值轉(zhuǎn)化為表面張力值的精度取決于液體的粘度。由于這個方法很早被使用,故而原有表面張力儀基本均采用這種方法,現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)也是用這種方法測得。缺點:應(yīng)用于有粘度樣品以及表面活性劑的測值時會存在問題,主要體現(xiàn)為,其一,它會將粘度計算在內(nèi)而導(dǎo)致無法測值;其二,它僅能測試一個時間點的表面張力值而無法實現(xiàn)隨時間變化表面張力值的測試。
2、白金板法表面張力儀白金板法表面張力儀又稱Wilhelmy板法表面張力儀或WilhelmyPlatemethod表面張力儀。其原理為:當(dāng)感測白金板浸入到被測液體后,白金板周圍就會受到表面張力的作用,液體的表面張力會將白金板盡量地往下拉。當(dāng)液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達(dá)到均衡時,感測白金板就會停止向液體內(nèi)部浸入。
這時候,儀器的平衡感應(yīng)器就會測量浸入深度,并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值。采用白金板法的表面張力儀需要注意三點:為傳感器的精度與分辨率;第二為白金板的設(shè)計;第三為浮力修正與否。常見的幾種表面張力儀.3、氣泡法表面張力儀氣泡法表面張力儀又稱泡壓法表面張力儀,BPA表面張力儀。
其基本原理為A為表面張力儀,其中間玻璃管F下端一段直徑為0.2mm-0.5mm的毛細(xì)管,B為充滿水的抽氣瓶,C為U型壓力計,內(nèi)盛比重較小的水或酒精、甲苯等,作為工作介質(zhì),以測定微壓差。將待測表面張力的液體裝于表面張力儀中,使F管的端面與液面相切,液面即沿毛細(xì)管上升,打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣,毛細(xì)管內(nèi)液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力,當(dāng)此壓力差—附加壓力(Δp=p大氣-p系統(tǒng))在毛細(xì)管端面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細(xì)管口液體的表面張力時,氣泡就從毛細(xì)管口脫出,此附加壓力與表面張力成正比,與氣泡的曲率半徑成反比,其關(guān)系式為:Δp=2σ/R式中,Δp為附加壓力;σ為表面張力;R為氣泡的曲率半徑。
如果毛細(xì)管半徑很小,則形成的氣泡基本上是球形的。當(dāng)氣泡開始形成時,表面幾乎是平的,這時曲率半徑;隨著氣泡的形成,曲率半徑逐漸變小,直到形成半球形,這時曲率半徑R和毛細(xì)管半徑r相等,曲率半徑達(dá)小值,根據(jù)上式這時附加壓力達(dá)值。氣泡進一步長大,R變大,附加壓力則變小,直到氣泡逸出。
根據(jù)上式,R=r時的附加壓力為:Δp=2σ/r或σ=(r/2)Δp大。實際測量時,使毛細(xì)管端剛與液面接觸,則可忽略氣泡鼓泡所需克服的靜壓力,這樣就可直接用上式進行計算。當(dāng)用密度為ρ的液體作壓力計介質(zhì)時,測得與Δp相適應(yīng)的壓力差為Δh則:σ=(r/2)ρgΔh,當(dāng)將(r/2)ρg合并為常數(shù)K時,則上式變?yōu)?σ=KΔh,式中的儀器常數(shù)K可用已知表面張力的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測得。
缺點:(1)這種表面張力儀通常用于分析表面活性劑反應(yīng)速度快的樣品的測值,如毫秒級的,另一種應(yīng)用是用于現(xiàn)場估算用。但一定要注意毛細(xì)管內(nèi)壁的清洗與否一定會影響到測值結(jié)果的。(2)壓力傳感器的精度會影響到測值。常見的幾種表面張力儀.4、懸滴法表面張力儀懸滴法表面張力儀又稱滴體積法表面張力儀,滴重法表面張力儀,PendantDrop表面張力儀。
其基本原理為:當(dāng)液體自管口滴落時,液體的大小與液體的密度和表面張力有關(guān)。落滴重量與管口半徑與液體表面張力有關(guān)。此方法免除了對接觸角的要求,擴大了滴外形方法的應(yīng)用范圍,但此方法對防震蕩要求相當(dāng)高,否則難以得到正確的懸滴外形曲線。同時,本方法對像素要求較高,其精度取決于分析圖像捕捉過程的像素多少。
常用于以下情況:(1)空氣環(huán)境或壓力環(huán)境下,真空或惰性氣體條件下測試表面張力或界面張力值;(2)高溫條件下測試物體如錫、煤、瀝清的表面張力或界面張力值;(3)高粘度樣品的表面張力或界面張力測值。5、旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液體表面張力的值的界面張力,我們稱為界面張力。
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