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工業(yè)中表面張力的重要性

來源:大昌華嘉科學儀器部 瀏覽 646 次 發(fā)布時間:2022-11-04

表界面張力在產(chǎn)品開發(fā)中起著重要作用。世界各地的研發(fā)部門都要測試表界面張力來提高他們的產(chǎn)品質(zhì)量。優(yōu)化清潔劑配方以提高它們的清潔性能,降低表面活性劑的量以及在更低的溫度下使用更生態(tài)的表面活性劑。定制涂料以便更好地附著在應用的表面上,開發(fā)藥物以提高它們的效力。在這里列舉了一些行業(yè)的案例,包括洗衣清潔劑和藥物等等。


表面張力決定清潔劑配方的效力


水的高表面張力使它相對來說是比較差的清潔劑。當提高水的溫度(就像在洗衣服和洗碗碟時通常做的),因為表面張力降低清潔效率有輕微的提高。溫度本身的影響非常有限,不足以使水變成一個好的清潔劑,因此需要添加表面活性劑。表面活性劑是表面活性分子,吸附在表面上以降低表面張力。表面張力是在清潔劑配方開發(fā)中常規(guī)需要檢測的。


優(yōu)化涂料的表面張力以達到無缺陷涂層


對于涂料最基本的要求是它可以在表面形成均勻無缺陷的涂層。很多表面檢測時發(fā)現(xiàn)不平整,有橘皮現(xiàn)象,有環(huán)形坑或者魚眼狀缺陷,這些都和表面張力有關,可以通過微調(diào)來改善。為了調(diào)整涂料的表面張力,需要添加少量的表面活性劑。因為較低的表面張力會使其和基材的潤濕性更好,因此需要降低涂料的表面張力。但是,太低的表面張力也會導致水平問題。因此,在尋求無缺陷涂料時需要平衡表面張力的大小。


界面張力是提高原油采收率一個重要指標


在石油開采中,采用不同的方法以提高原油采收率,如注入CO2用于提高采油率。當CO2被注入油田后,它和油、鹽水接觸并相互作用,由此改變油田內(nèi)的平衡條件和液體的性質(zhì)。提高采油的效率關聯(lián)于一些因素,比如CO2滲透進油田的孔,以及它置換油田中油和鹽水的能力,并降低油的粘度。因此,CO2-水和CO2-油的界面張力在采油效率中尤為重要。


界面張力決定食物的穩(wěn)定性


許多食物,比如牛奶,黃油,蛋黃醬以及冰激淋等都是乳液。乳液通常都由互不相溶的兩相組成(通常是油和水),其中一相以很小的液滴分散在另一相中。除了這兩相之外,乳液通常含有乳化劑,起著保持乳液穩(wěn)定性的重要作用。盡管可以通過均質(zhì)制造油水乳液,但形成的乳液不穩(wěn)定會很快分離成兩相。乳化劑是表面活性分子,可以吸附在油-水界面形成一層膜從而阻止液滴合并而達到乳液的穩(wěn)定。在食品中,通常有一些典型的天然乳化劑,比如蛋白質(zhì)和油脂,但通常還需要在生產(chǎn)中添加乳化劑。為了研究食品中的乳化劑,界面張力有著重要的作用。


表界面張力影響藥物的性能


表界面張力在許多藥物加工過程中扮演著重要的作用,從片劑包衣到藥物的溶解性和穩(wěn)定性。片劑包衣通常用于改善外觀,掩飾味道和嗅覺,并且控制藥物釋放的速率。高分子材料通常被用作包衣,因此高分子溶液的表面張力會影響到包衣的成功與否。表面活性分子通常會加到高分子涂層溶液中來降低它們的表面張力。因此,對于臨界膠束濃度的了解在制藥行業(yè)就尤為重要。


界面的性質(zhì)對于藥物的溶解性來說也有著顯著的影響。例如,不同的脂質(zhì)體釋放體系已研究用于提高現(xiàn)有藥物配方的效率。脂質(zhì)體由磷脂質(zhì)和膽固醇組成。為了找到磷脂質(zhì)、膽固醇和藥物的較佳配比,以最大化藥物的釋放和穩(wěn)定,脂質(zhì)體的表面張力需要被評估。


在藥物開發(fā)中乳液穩(wěn)定性也很重要,因為乳液類的藥物通常用于注射或者個人護理產(chǎn)品。表面活性劑和高分子通過降低分散質(zhì)和連續(xù)相之間的界面張力,通常扮演著乳液穩(wěn)定劑的角色。