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動態與靜態表面(界面)張力

更新時間:2026-04-14點擊次數:162

 動態表面張力(SFT)或界面張力(IFT)是在一定表面時間(習慣稱為表面年齡)或界面時間下的數值,在含有表面活性物質的溶液中,這個值與表界面已達到平衡狀態下的數值不同。

1 、背景

表面活性劑在表面或界面吸附的結果就是降低表面或界面張力。表面剛開始形成時的表面或界面張力與純液體相同,隨后不斷降低直到達到平衡,需要的時間取決于表面活性劑的擴散速率及吸附速率。

動態與靜態表面(界面)張力

表面活性劑的擴散和吸附過程

動態表面或界面張力與平衡態數值不同,動態與靜態的測量方法也不相同。動態表面張力儀(例如滴體積張力儀或氣泡壓力張力儀)在測量中表\界面的狀態是變化的。盡管如此,假設這個變化足夠慢,該時刻的平衡值也可以被測出。當然通過界面穩定的靜態方法(如Wilhelmy板法),也可以獲得隨時間變化的平衡值。

2 、意義

在一些如噴涂,發泡,清潔,印刷,乳化或涂層過程中,界面形成非常快,在這些過程中不僅僅只有表面張力的平衡值起決定作用,界面形成的動力學部分也存在。表面活性劑中的分子移動已經成為表面或界面張力形成的重要因素。

動態與靜態表面(界面)張力

動態表面張力影響最終的噴涂狀態

3 、測量方法

氣泡壓力法:利用已知內徑的毛細管測量在液相中形成氣泡的最大壓力。

滴體積法:測量在另一相中的豎直毛細管產生的液滴在分離時刻的體積。這種方法主要用來測量界面張力。

界面流變:測量液滴上表面/界面張力的變化,液滴表面積以正弦周期變化。測量揭示了表面活性劑溶液的表面/界面粘彈性行為,其通常與泡沫或乳液的穩定性相關。該方法是基于懸滴法中觀測液滴形狀變化。

油水界面和界面張力的測量方法

界面是指兩相接觸的約幾個分子厚度的過渡區,如其中一相為氣相,這種界面通常稱為表面。

油水界面張力是油相與水相接觸的作用力,通過表界面張力儀可以將其測得,油水界面主要應用在石油化工方面,如采礦,選礦,石油精煉等。

油水界面是油水分離技術的一個重要指標,本文通過對潤滑油與水的界面張力測試,探究界面張力的測試方法和應用,增強用戶對界面張力(油水界面)的熟悉程度,從而延伸到各種界面的測量方法。

動態與靜態表面(界面)張力

油水界面和界面張力的測量方法:

表界面張力儀根據樣品與水密度的大小,有兩種界面張力測試方法:浸入法和注入法。

浸入法:適合做樣品密度比水大的樣品-水的界面張力。

注入法:適合做樣品密度比水小的樣品-水的界面張力。

動態與靜態表面(界面)張力

動態與靜態表面(界面)張力

油水界面張力測量的條件

測試方法:鉑金環法——注入法

測試儀器:表界面張力儀

測試溫度:20℃

測量過程:采用表面張力儀鉑金環法測量油水界面張力值,記錄其數據。

結果分析:由表可知兩次測試結果為35.66mN/m、35.67mN/m。兩次測試數值穩定,采用注入法可以準確的測試油水界面張力。

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測試數據

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