界面張力儀是一種測量界面張力或表面張力大小的儀器，主要由扭力絲、鉑金環(huán)、支架、杠桿架、蝸輪付等組成。界面張力儀分為白金環(huán)法界面張力儀、白金板法界面張力儀、zui大氣泡法界面張力儀等。
界面是指兩相接觸的約幾個分子厚度的過渡區(qū)，如其中一相為氣體，這種界面通常稱作為表面。嚴(yán)格說表面應(yīng)是液體和固體與其飽和蒸汽之間的界面，但習(xí)慣上把液體或固體與空氣的界面稱為液體或固體的表面。常見的界面有：氣—液界面，氣—固界面，液—液界面，液—固界面，固—固界面。與表面張力不同，處在界面層的分子，一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中物質(zhì)分子的作用，其作用力未必能相互抵消。因此界面張力通常要比表面張力小得多。
界面張力儀根據(jù)測試原理的不同可分為二種：鉑金環(huán)法和鉑金板法
鉑金環(huán)法是一種傳統(tǒng)的測試方法，從發(fā)明到現(xiàn)在有約70年左右的時間。它是用直徑0.37mm的鉑金絲做成周長為60mm的環(huán)。測試時先將鉑金環(huán)浸入二種不相混合液體的界面(或液面)下2-3mm，然后再慢慢將鉑金環(huán)向上提，環(huán)與液面會形成一個膜。膜對鉑金環(huán)會有一個向下拉的力，測量整個鉑金環(huán)上提過程中膜對環(huán)所作用的zui大力值，再換算成真正的界面(表面)張力值。由于這種方法測試起來比較麻煩，測試誤差也比較大，已迅速被鉑金板法所取代。
鉑金板法應(yīng)用的歷史在國外也不到20年，進(jìn)入國內(nèi)就更晚了。基于鉑金板法的表面/
界面張力儀技術(shù)要求高、制造難度大，真正被國內(nèi)用戶廣泛使用的還是近幾年隨著國產(chǎn)鉑金板法的全自動表面/界面張力儀的研發(fā)成功并投入市場。
界面張力儀鉑金板法是用24mm×10mm×0.1mm的鉑金板，表面進(jìn)行噴砂粗化處理，為的是更好地與被測液體潤濕。測試時將鉑金板輕輕地接觸到界面(或表面)，由于液體表面張力的作用會將鉑金板往下拉，當(dāng)液體的表面張力及其他相關(guān)的力與儀器測試的反向的力達(dá)到平衡時，測試值就穩(wěn)定不變，如果是蒸餾水、乙醇等純物質(zhì)，整個測試過程zui快只有幾秒鐘。
zui大氣泡法
界面張力儀 又稱泡壓法界面張力儀，BPA界面張力儀。其基本原理為A為界面張力儀，其中間玻璃管F下端一段直徑為0.2mm～0.5mm的毛細(xì)管，B為充滿水的抽氣瓶，C為U型壓力計(jì)，內(nèi)盛比重較小的水或酒精、甲苯等，作為工作介質(zhì)，以測定微壓差。將待測表面張力的液體裝于界面張力儀中，使F管的端面與液面相切，液面即沿毛細(xì)管上升，打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣，毛細(xì)管內(nèi)液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力，當(dāng)此壓力差—附加壓力(Δp=p大氣—p系統(tǒng))在毛細(xì)管端面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細(xì)管口液體的表面張力時，氣泡就從毛細(xì)管口脫出，此附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關(guān)系式為:
界面張力儀公式(7)式中，Δp為附加壓力；σ為表面張力；R為氣泡的曲率半徑。如果毛細(xì)管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當(dāng)氣泡開始形成時，表面幾乎是平的，這時曲率半徑zui大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時曲率半徑R和毛細(xì)管半徑r相等，曲率半徑達(dá)zui小值，根據(jù)上式這時附加壓力達(dá)zui大值。氣泡進(jìn)一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。根據(jù)上式，R=r時的zui大附加壓力為:界面張力儀公式(8)實(shí)際測量時，使毛細(xì)管端剛與液面接觸，則可忽略氣泡鼓泡所需克服的靜壓力，這樣就可直接用上式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)用密度為ρ的液體作壓力計(jì)介質(zhì)時，測得與Δpzui大相適應(yīng)的zui大壓力差為Δhzui大則:界面張力儀公式(9)當(dāng)將界面張力儀公式合并為常數(shù)K時，則上式變?yōu)?界面張力儀公式(10)式中的儀器常數(shù)K可用已知表面張力的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測得。
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