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表面張力儀測試原理
來源:本站原創(chuàng) 瀏覽 2306 次 發(fā)布時(shí)間:2018-03-29
最精確地測定表面張力/壓力
所有的Kibron儀器使用的是最好、最靈敏以及最精確的測定表面張力的方法:DuNuoy-Padday組合體、“最大拉力技術(shù)”、Kibron公司的專用傳感器、獨(dú)特的超敏感天平。這種技術(shù)是無與倫比的,所獲得的精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使用濾紙或鉑金Wilhelmy盤子或duNuoy環(huán)所獲得的精度,上述兩種方法是我們競爭對手所制造的表面張力儀和朗繆爾槽中需要用到的。
為了給用戶提供最為精確的表面張力/壓力,Kibron發(fā)展了一種新的精度超過0.2微克的微量天平,這種靈敏度與“最大拉力”原理相結(jié)合進(jìn)行測量。測量時(shí)先將一個(gè)探針浸入到界面,然后慢慢拔出,記錄彎液面(粘附在探針上的液面)的重量,該重量用于計(jì)算表面張力。
界面數(shù)學(xué)-吉布斯等溫線
空氣/水界面處張力(表面張力)改變時(shí)該化合物的吸附和聚集就可以被監(jiān)測,并能獲得吸附等溫線。數(shù)據(jù)可以通過不同的吸附模型加以描述,從而可以獲得下述的分子參數(shù):
1、空氣/水分配系數(shù)(Kaw)
2、真正的表面積(As)
3、臨界膠束濃度(CMC)
上圖所使用的是表面壓力而不是表面張力,表面壓力與表面張力相關(guān):
π = γ0 - γ
γ0是空氣純水界面處的表面張力,γ是有表面活性物質(zhì)存在時(shí)的表面張力。
分配系數(shù)Kaw -1由外推線與x軸,即Log c的夾角所決定。它測定的是空氣-水界面處化合物的親和力。
表面濃度和表面吸附量之間單層的差異(等溫線斜率)可以忽略不計(jì),因此表面濃度與在單個(gè)表面活性劑分子的有效面積成反比。
臨界膠束濃度(CMC)是表面活性劑分子在溶劑中締結(jié)形成膠束的最低濃度。
最大拉桿法
表面張力最為精確的測量技術(shù)是測量彎液面,這就是Kibron優(yōu)于所有表面張力儀競爭者的原因,這也是隱藏在Kibron公司后面的無與倫比的產(chǎn)品性能的唯一秘密。Kibron產(chǎn)品采用了精確的測定技術(shù)徹底革新了表面張力的測定。
高精度的Du Noüy方法最早是由Padday等人所提出的(J Chem Soc Far Trans 71: 1919-1931, 1974)。這種技術(shù)非常簡單:將一根細(xì)桿(不是一個(gè)環(huán)或者一個(gè)板)浸沒到樣品中,然后拔出,對最大的力進(jìn)行測定。探針的直徑是不相干的,只有直徑變化才需要重新校準(zhǔn)。Kibron公司的所有儀器都是全自動的并且檢測快速。當(dāng)利用一個(gè)已知表面張力的液體做完校正后就沒必要去修正。彎液面的重量僅僅依賴于表面張力、桿的直徑以及液體的密度(參見上述Padday et al的文章)。
經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn),我們證實(shí)了這是一種毫無疑問的絕對精確的測定表面張力的方法,被用于Kibron公司的高精度的表面張力分析儀中。不像環(huán)形探針和Wilhelmy板方法,桿狀方法非常適合測量高粘性的液體:油、聚乙烯、繪畫顏料等。