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表面张力仪解决方案【德国SITA】

  • 2013/1/23
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一、为什么要测表面张力?

表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。由于环境不同,液体性质不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。而对于现代化的液体科研,要求从更细节、更精确、更科学合理的角度,去研究液体的自身性质和影响环境。

因此,表面张力是必不可少的一个研究项目。

研究表面张力主要是为了确定:1.液体的自身性质;2.环境对表面张力的影响;3.具有特殊功能的活性剂的浓度。目前,无论是科研还是工业应用,对加入特殊功能活性剂的研究和应用,表面张力已成为主要的参考项目之一,如日化行业的增泡剂、增粘剂等,喷墨和油墨行业的润湿剂、流平剂等,化工的树脂、乳液等,清洗行业的清洁剂、除污剂等等。

为什么要测动态表面张力?

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,它的优势是,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。

三、最大气泡法测试原理

最大气泡法动态表面张力的测量表明,即使在清洗过程中常时,都能被监控。测量动态表面张力值的一种方法是最大气泡压力法,如图1所示气流通过浸在待测液体样品的毛细管,这样毛细管管尖就会产生气泡。气泡内的最大压力与表面张力有直接的关系。通过控制空气流量便可控制气泡的存在时间(用气泡寿命时间表示)。当形成的气泡初期,气泡半径最大,这时气泡压力最小,当半径等于毛细管半径时,气泡达到最大压力。通过研究转化成公式  表面张力б=k(Pmax-Pmin)。 K为常数,Pmax为最大压力,Pmin为最小压力。

四、一般特点:

特别适用于科研、研发、工业生产应用的活性剂、化学品、树脂、乳液等等样品。
动态技术含量高,适用范围广,同时可以测出静态张力值。
参考范围广,便于取不同的数据。
符合ASTM D 3825-90的实践要求。

五、德国SITA t60动态表面张力仪

T60型——气泡寿命时间范围大
研究和发展领域的理想实验仪器SITA表面张力仪t60是全球首台
手持式测量高动态至准静态范围的液体动态表面张力,是研究和发展领域的理想实验仪器。t60采用汽泡压力法原理来测量表面张力,它通过将空气经过毛细管泵送到液体中实现的。汽泡寿命时间或者产生汽泡的频率是可以控制的。汽泡内的压力与表面张力成比例关系。

在动态表面张力仪中,T60有以下优点:

便携:

仪器安装简易快捷
菜单导航
数据可存储于仪器中
随附手提箱,易于携带

多功能

在线测量
自动测量
图表显示
结果表格显示
PC RS232端口
“SITA Online”数据处理软件
可选附件满足测试需求

准确:
液体温度监控
用水即可自动校准
准确读数,与毛细管深度无关
汽泡寿命时间或者汽泡
频率可控制

轻巧:
电池或者电源线供电
体积小,节约空间
质量轻
无需额外配备气泵

仪器参数

表面张力
测量范围 10~100 mN/m(dyn/cm)
分辨率 0.1 mN/m(dyn/cm)
汽泡寿命时间
控制范围 30毫秒~60秒
分辨率 1毫秒
样品温度
测量范围 -100~150摄氏度
分辨率 0.1摄氏度
存储容量 16 Mbyte(数百个数据)
电源 100~240V/47~63Hz
耗电量 最大3.6VA
电池 4 x Mignon
重量(含便携箱) 7.9kg