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界面张力的影响因素及其测量方法

  • 2013/12/23
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  物质界面层的分子与其内部分子所处的状态不同。在水相的内部,分子周围受到的同类分子的作用力在各个方向是对称相等的,分子b由于同时受到周围同类分子力的作用,所以其分子力场处于相对平衡状态。而在两相的界面层上,分子所受周围分子的作用力在各个方向并不是完全对称相等的,可以看出表面层分子a的下方受到液体(水分子)的作用,而上方受到空气分子的作用,由于水分子力远远大于空气分子的引力,所以表面层分子a所受的合力的方向指向水相内部并与表面垂直,因而分子a有向水相内部运动的趋势,即水相表面有自动缩小的趋势。

液像内的分子受力情况
液像内的分子受力情况

  温度和压力是影响界面张力的主要因素。温度和压力直接影响到分子间的距离,因而分子间的作用力也随之变化,使得界面层上分子的力场受到影响,界面张力变化。

  对于任何液、气两相来说,都会有随着温度和压力的增加,表面张力的减小的现象。因为当温度升高时,一方面增大了液体分子间的距离,分子间的引力减小,另一方面液体的蒸发,使液体与蒸汽间分子的力场差异变小,从而降低了表面张力。而升高压力将增加气体在液体中的溶解度,液体的密度因而减少,而气体受压密度增加,两相的密度差减少,从而导致了两相分子间的差异变小,分子力场不平衡减弱,最终表现为表面张力降低。

  在生产流程中,界面张力的测量对于工艺改进以及配方的优化起到十分重要的作用,常见的液体张力测定方法主要有液滴质量法、液滴(气泡)最大压力法、吊片及吊环法、旋转液滴法等等。其中SITA界面张力仪是以最大气泡压力法为原理的液体张力测量仪器,具有连续测量模式,适合于涂料、油墨、表面活性剂等多个行业的张力检测应用。