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表面張力儀測(cè)試原理
來(lái)源:本站原創(chuàng) 瀏覽 2306 次 發(fā)布時(shí)間:2018-03-29
最精確地測(cè)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(cè)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(zhuān)用傳感器、獨(dú)特的超敏感天平。這種技術(shù)是無(wú)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(pán)子或duNuoy環(huán)所獲得的精度,上述兩種方法是我們競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(guò)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(cè)量。測(cè)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(cè),并能獲得吸附等溫線。數(shù)據(jù)可以通過(guò)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(cè)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(cè)量技術(shù)是測(cè)量彎液面,這就是Kibron優(yōu)于所有表面張力儀競(jìng)爭(zhēng)者的原因,這也是隱藏在Kibron公司后面的無(wú)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(cè)定技術(shù)徹底革新了表面張力的測(cè)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(jiǎn)單:將一根細(xì)桿(不是一個(gè)環(huán)或者一個(gè)板)浸沒(méi)到樣品中,然后拔出,對(duì)最大的力進(jìn)行測(cè)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(dòng)的并且檢測(cè)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(méi)必要去修正。彎液面的重量?jī)H僅依賴(lài)于表面張力、桿的直徑以及液體的密度(參見(jiàn)上述Padday et al的文章)。
經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn),我們證實(shí)了這是一種毫無(wú)疑問(wèn)的絕對(duì)精確的測(cè)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(cè)量高粘性的液體:油、聚乙烯、繪畫(huà)顏料等。