技術文章 / Technical articles
目前,基于白金板法原理的稱重(測力法)表面張力儀主要分為兩種:
種是代的白金板法表面張力儀-零浮力法。其特征為白金板法浸入液體里一定深度后,再拉回到液面(水平線)。這種原理也被稱為零浮力原理。目前各主要商業(yè)化的表面張力儀生產廠均采用這樣的原理。
這種原理條件下的表面張力儀的白金板法(Wilhelmy plate method) 與白金環(huán)法(DuNouy Ring)一樣,其缺陷非常明顯。主要體現(xiàn)為:
1,這種表面張力儀稱為靜態(tài)表面張力儀,無法測試隨時間變化的表面張力值。當然,隨之而帶來的缺陷為,測試臨界膠束濃度(CMC)的過程會非常復雜。這樣的基于零浮力原理的靜態(tài)表面張力儀若測試臨界膠束濃度,則建議盡量采用全自動臨界膠束濃度的進液系統(tǒng)。
2,無法測試陽離子表面活性劑。主要因為陽離子表面活性劑極易吸附到浸入的板表面,從而影響了終的測試探測界面(白金板)。測值重復性差,測值偏低。
3,無法測試有粘度的樣品,如硅油等。
當然,如上的缺陷1和3在白金環(huán)法的表面張力儀同樣存在。
第二種是基于Young-Laplace方程修正的白金板法表面張力儀。其特征為白金板一旦探測到液面(接觸到液面),立即停止運行。利用分析天平的浸濕速度計算到得高度和接觸角值,并進行接觸角和浮力修正。目前采用本項技術的表面張力儀已經由上海梭倫信息科技有限公司代表美國科諾工業(yè)有限公司在中國申請發(fā)明。這種方法以優(yōu)點非常明顯:
1,基于Young-Laplace方程修正的白金板法表面張力儀可以用于測試動態(tài)、靜態(tài)表面張力值。表面活性劑的吸附時間很容易得到。上海梭倫引進的高速分析天平46數(shù)據(jù)/秒,0.01mg,可以非常高速的捕捉到LB膜級別的力的變化,且將整個曲線捕捉下來。我們在對比時發(fā)現(xiàn),如果采用國產分析天平或其他分析天平的表面張力儀,若速度比較慢,則無法取得這樣的效果。
2,測試臨界膠束濃度非常方便。先測試水的表面張力值,再用微量進液器或移液滴滴入提前稀釋的液體,將整個過程數(shù)據(jù)捕捉下來即可。
3,測試有粘度樣品非常簡單。