表面张力的测量方法

❶ 表面张力测试仪如何测量表面张力

表面张力的测量可以表面张力测试仪进行。这些仪器基于测量施加在位于液-气或液-液界面处的探头上的力。探针连接到非常敏感的天平，并且感兴趣的液体界面与探针接触。当探针与液体表面相互作用时，通过天平测得的力可用于计算表面张力，取决于以下因素：探针的尺寸和形状，探针与液体之间的接触角以及液体的表面张力，探头的大小和形状易于控制，探针通常由铂制成，这有助于确保探针与要研究的液体之间的接触角为零。通常使用两种配置的探针。

杜努伊环法

该方法利用铂环作为探针。通过移动放置液体容器的平台，将环浸没在界面下方。浸入后，平台高度逐渐降低，环最终通过界面拉出并带来弯月形的液体。如果将容器进一步降低，则弯液面最终会从环上撕下。在此事件之前，弯液面的体积（以及所施加的力）会通过最大值，并在实际撕裂事件之前开始下降。

表面张力的计算基于最大力的测量。环的浸入深度和环在经历最大拉力时升起的高度与该技术无关。原始计算基于具有无限直径（或金属丝）的环，并且未考虑由于环的一侧与另一侧接近而被拉起的多余液体。由于表面张力而是毛细作用力，位于环正下方的部分流体不在此处。但是，这种液体会影响天平给出的力读数，从而使测得的表面张力值增加约7％。如今，全自动张力测定仪通常会使用校正因子来减去和说明这种多余的液体。

威廉平板法

该方法利用粗糙的铂金板作为探针。该技术的计算基于与液体接触的完全润湿的板的周长。在这种方法中，探头相对于表面的位置很重要。当液体表面与探针接触时，仪器将通过记录探针上的力变化来检测确切的接触时刻。因此，该位置将被标记为“零浸入深度”。然后将板浸入低于该值的设定深度（通常在界面处几毫米）。当板稍后返回到浸入深度为零时，将记录力。影响威廉米悬片的力可以写成F= γlPcosθ,其中γl是液体的表面张力，P是板的周长（P = 2w + 2t），θ是板与液体之间的接触角。如假定完全润湿，接触角是0和COSθ= 1。然后，表面张力可被计算为γl = F/P 的威廉平板法测量也可在所谓的静态或连续模式，其中威廉米悬片保持在完成在整个测量周期中都与液体接触。

铂金棒

上述两种方法都需要使用相对大量的液体（通常大于10毫升）以确保探针完全润湿。可以使用较小直径的样品容器来减少所需的总体积。但是，有一个限制。当样品容器和探头的边缘太近时，液体和容器边缘之间形成的弯液面会影响平衡。为避免此问题，用户必须在探头和样品容器侧壁之间留出足够的空间，大约2毫米左右。

与这些技术中的任何一种一样，测量的精确度受测量探针几何形状的精确度的影响。铂棒的测量精度可能会小于杜努伊环法或威廉平板法，这会导致表面/界面张力结果的误差更大。因此，仅在样品量有限的情况下才建议使用铂棒法。该方法和计算基于与威廉平板法相同的原理。
回复者：华天电力

❷ 静态表面张力的定义和测量方法是什么

液体表面张力的测定方法分静态法和动态法。静态法有毛细管上升法、DuNouy吊环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法；动态法有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液液界面张力。Wilhelmy 盘法，最大气泡压力法，振荡射流法可以用来测定动态表面张力。另外还有许多现代仪器方法测定CMC，如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。

❸ 测量动态表面张力的方法有哪些

1. 最大泡压法：在溶液中产生不同时间的气泡，利用泡压法计算出不同表面年龄的表面张力，如德国KRUSS品牌的台式BP100或手持BP50
   

2. 滴体积法：通过统计在某一相中加入另一相产生液体的时间和数量，计算动态界面张力，如DVT50。

❹ 测定表面张力的常用方法有哪些

毛细管上升法、Wilhelmy盘法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法

❺ 怎样测出表面张力的大小 Rt.求最简单的方法。

表面张力是由物态内部的分子（或原子）间的相互吸引力导致的，拿液体为例，液体内部分子之间的吸引力一般比气体中分子之间或气体与液体之间的分子之间的吸引力要大。表面张力的起因实际上是界面所造成的不对称，是一个位于表面内的力。严格地说表面是指液体与其本身的饱和蒸汽间形成的特殊相界面，而界面则是通指一液体与另一互不相如溶的液体（或流体）之间形成的相界面。这里提到的内容既适用于表面，也适用于界面，所以二者不严格区分，除非特殊提及。

要扩大一个一定体积的液体的表面，那么需要向这个液体作功。表面张力被定义为在扩大一单位面积的液体表面时所要作的功，因此表面张力也可以被看作是表面能的密度。

表面张力是一种物理效应，它使得液体的表面总是试图获得最小的、光滑的面积，就好像它是一层弹性的薄膜一样。其原因是液体的表面总是试图达到能量最低的状态。由于球面是同样体积下面积最小的几何形状，因此在没有外力的情况下（比如在失重状态下），液体在平衡状态下总是呈球状。

表面张力的存在使得一表面/界面两边的压力不再相同，这一压力差的大小取决于界面张力及届面的曲率， 可用杨-拉普拉斯（Young-Laplace）公式来描述：

液体的表面/界面张力可直接测量。测量的方法大多基于对表面/界面施加一外力，从而引起其变化，通过测量施加的力和/或其变化的程度，就可计算出表面/界面张力的值。

表面/界面张力的测量方法可根据直接测量的物理量分为：

1.力测量法
2.压力测量法
3.界面形状分析法
力测量法通常是运用一探针使其与待测的界面接触，然后通过一天平来测量施加/作用在探针上的力。为了保证界面在探针表面上的润湿性，探针通常由金属（如Platinum）制成。常见的方法有：

1.挂环法（Du Nouy Ring method）：这可能是测量表面/界面张力的最经典方法，文献上报道的许多液体的表/界面张力值是用这一方法测得，它甚至可以在很难浸湿的情况下被使用。用一个初始浸在液体的环从液体中拉出一个液体膜（类似肥皂泡），同时测量提高环的高度时所需要施加的力。

2.威廉米平板法(Wilhelmy Plate method)：这是一种很普遍的测量方法，尤其适用于长时间测量表面张力的测量。测量的量是一块垂直于液面的平板在浸湿过程中所受的力。
其实也可以用其它几何形状的探针如圆棒，球等来代替平板，测量原理相同，被称为改变威廉米平板法(Modified Wilhelmy Plate method)。

压力测量法是通过测量界面两边（两相）的压力差，然后运用上述的杨-拉普拉斯（Young-Laplace）公式来计算表面张力。见的方法有：

1.毛细管升高法：当液体与毛细管管壁间的接触角小于90度时（浸润的），管内的液面成凹面，弯曲的液面对于下层的液体施加负压力，导致液面在毛细管中上升，直到压力平衡为止。通过测量液面升高的高度，及已知毛细管内径和液体与毛细管管壁间的接触角（通常默认为是0），就可计算出表面张力。这是一很经典及直观的方法，所以经常被用来作为教学示范和学生实验。

2.最大气泡法：泡刚形成时，由于表面几乎是平的，所以曲率半径R极大；当气泡形成半球形时，曲率半径R等于毛细管半径r，此时R值最小。随着气泡的进一步增大，R又趋增大，直至逸出液面。测得了气泡成长过程中的最高压力差，在已知毛细管半径的情况下就能计算出表面张力。
本方法非常适用于测量表面张力随时间的变化，所谓的动态表面张力。
界面形状分析法是基于对一处于力平衡状态的界面的形状的分析，是一种光学分析法。

1.悬滴法/座滴法：适用于界面张力和表面张力的测量。也可以在非常高的压力和温度下进行测量。测量液滴的几何形状。详细描述参见这里。

2.旋转滴法：可用来测定表/界面张力，尤其适应于低范围（0.1mN/m以下）界面张力的测量。测量的值是一个处于比较密集的物态状态下旋转的液滴的直径或总体几何形状。

3.（液滴）体积/重量法：非常适用于动态地测量表/界面张力。测量的值是一定体积的液体分成的液滴数量（或平均每个液滴的体积或重量）。
液滴体积/重量法其实是悬滴法的一种极端情况：悬滴的体积/重量增大到无法再由表/界面张力来支撑时，导致表/界面撕裂而掉下。但掉下的并不是整个液滴的全部，有部分剩留在毛细管/针管管端口上，这使得掉下的液滴的体积/重量无法精确计算，需要加入经验校正因子。
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❻ 测量动态表面张力的方法有哪些

测试表面张力的方法，包括：最大气泡发，拉板拉环法，毛细管上升法，界面夹角法，旋滴法等等。而测动态的只有最大气泡法，如SITA表面张力仪，这一类仪器的的优势是，在几十毫秒到几十秒之间，可以产生一系列的气泡，每个气泡代表一个新界面，每个新界面都有相应的一个表面张力读数，此过程可得到一系列动态的表面张力值。而静态测试方法是一个界面上的变化，最终所取的是一个最佳值，最佳值通常都在十几秒或以后产生的，此过程是测出一个值，而这个值是可以在鼓泡法中的曲线中寻找出来的。
对于有特殊功能活性剂的研究，往往是需要在很短时间内达到相应的效果，例如，喷墨和印刷行业大部分需要在70ms-150ms之间要求墨水的表面张力达到35mN/m左右。日化行业龙头企业要求增泡剂在300ms内达到32mN/m。
测动态表面张力，除了可以达到某些特殊效果外，还可以通过测试得出动态CMC值（包括最佳CMC和应用CMC），研究溶液和活性剂的特性。

❼ 全自动表面张力仪有哪些测试方法

全自动表面张力仪（也称为表面张力测试仪）具有模切功能。例如，它们是一个按钮的操作，可以跟踪表面张力随时间的变化，提供接触接触角的指示等等。

杜努伊环法和威廉平板法

杜努伊环法基于杜努伊所开发的技术，并在1925年发表的论文中得到普及。在该技术中，铂环首先浸入液体表面以下。然后使环穿过表面。测量这样做并破坏在流体表面形成的弯液面所需的力。该力转化为表面张力，通常为每厘米达因。

杜努伊环法已被用于测量宽范围的产品。它可以用于非常低的表面张力，以及任何高达90达因/厘米的表面张力。由于其固有的精度和稳定性，传统的扭力平衡张力计仍在广泛使用。

威廉平板法是基于在由液体施加到拉浸没在液体中的材料的力。表面张力越高，作用力越大。威廉平板法非常适合于高表面张力的液体，可用于测量表面张力随时间的变化。基于电子天平的张力计通常用于威廉平板法应用。这些通常提供数字读数，但基于时间的表面张力分析能力有限。

指出需要全自动表面张力仪的要求

如果您需要测量随时间变化的表面张力，例如测量表面活性剂的反应时间，则全自动表面张力仪是一个很好的解决方案。

全自动表面张力仪具有确定拉米拉长度的 独特功能，拉米拉长度是最大力的产生与杜努伊环法的总释放之间的液体拉伸量。

自动化技术可以增强不同基材表观表面张力或润湿性变化的测量。

大多数全自动表面张力仪都有附件，可以控制样品的温度。

大多数全自动表面张力仪还执行常规的杜努伊环法和威廉平板法测试。这些仪器还记录历史结果，对多个测试进行统计分析，并绘制测试读数。

您何时需要自动解决方案？

许多测试要求明确指出需要使用全自动表面张力仪。

•基于时间的表面张力测试

•薄片长度的测量

•润湿性分析（接触角）

•温控样品

•连续记录，绘制和保留所有测试结果

•粉末接触角

回复者：华天电力

❽ 如何测量基材的表面张力

有一种叫达因笔的测试笔。
还有用表面张力测试液测定的方法。
原理都是一样的。用已知浸润张力的测试涂覆在待测材料表面，观察测试液的浸润情况，进行表面张力大小的测定。

❾ 常用表面张力的测定方法

测定表面张力有以下几种方法。
(1)表面张力法 表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显，但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。
(2)电导法 本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC。溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。
(3)光散射法 光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。
(4)染料法 一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂溶液中加入少量染料，然后定量加水稀释至颜色改变即可判定CMC值。采用滴定终点观察法或分光光度法均可完成测定。对于阴离子表面活性剂，常用的染料有频那氰醇、碱性蕊香红G；阳离子表面活性剂可用曙红或荧光黄；非离子表面活性剂可用频那氰醇、四碘荧光素、碘、苯并紫红4B等。采用染料法测定CMC可因染料的加入影响测定的精确性，尤其对CMC较小的表面活性剂的影响更大，另外，当表面活性剂中含有无机盐及醇时，测定结果也不甚准确。
目前还有许多现代仪器方法测定CMC，如荧光光度法、核磁共振法、导数光谱法等。