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界面张力的意义,背景和测试方法 |界面张力测试仪

添加时间:2022-11-18 16:23:56   浏览次数:1083  

界面张力

从广义上讲,界面张力被定义为增加两个相邻相之间的界面尺寸所必须消耗的力,这两个相之间没有完全混合。在狭义上,该术语涉及液/液和液/固相界,而对于液/气界面,我们指的是表面张力,对于固/气界面,我们指的是固体表面的自由能.


背景

作为单位面积功或每润湿长度力的量度,界面张力的单位为 N/m或mN/m,并用符号 σ 或 γ表示。


 

在相界处,与同相分子相互作用的总和大于与另一相分子相互作用的总和。因此,与体积相相比,界面处的分子具有更少的有吸引力的相互作用伙伴。因此,这些相在没有外力作用的情况下形成尽可能小的界面。必须做一些工作才能增加接口的大小。



表面活性剂在两个不混相液体界面间的定向吸附引起的界面张力,其值明显低于这两种液体的表面张力。显示界面张力的体系通常由水、油、表面活性剂或表面活性混合物及盐组成。通常界面张力的数值在10-2~10-1mN/m称为低界面张力界面张力的数值在10-3mN/m以下的界面张力叫做超低界面张力。




体积相和界面处的分子环境

与表面张力一样,静态界面张力(在机械不变界面的平衡状态下测量)和动态界面张力(在界面变化时测量)之间存在差异。




意义:

界面张力在不同相相互接触的许多过程和现象中起着重要作用:

乳液和乳化性:界面张力影响乳化性和相分离的趋势。

驱油(例如三次原油生产):如果通过表面活性剂降低界面张力,则可以在用水驱油后移动有机相。

疏水性液体的质量测试:疏水性液体的老化通常与水界面张力的降低密切相关。在这种情况下,界面张力的测量是一项重要的质量测试,例如变压器油。

在固液相界的情况下,界面张力会影响界面接触的长期稳定性,例如在胶合和涂层过程中。

 

 


测量方法

液-液界面:


根据 Du Noüy 的环法:在该方法中测量当将环从一相移动到另一相时由于抽出的液体薄层的张力而作用在润湿环上的力。

根据 Wilhelmy 的平板法:在该方法中测量作用在垂直浸没在下相中的可湿性平板上的力。

棒法:与平板法相同,采用润湿长度较小的圆柱形棒进行较小液体体积的测量。

液滴体积法:测量一滴液体在垂直毛细管处在另一种液体中脱离时的体积。

旋转滴法:将填充有本体相和液滴相的水平毛细管旋转设置。由离心力拉长的液滴直径与界面张力相关。

悬滴法:在大量液相中,针头上的液滴形状由界面张力等因素决定。可以使用液滴形状分析从液滴图像确定界面张力。

 


液固界面:


接触角的测量:除了它的表面自由能,固体与特定液体的界面张力也可以从各种液体与固体的接触角来计算。


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