Biolin Theta系列 | 懸滴法測試表面張力

2025-01-09

文獻描述 免費下載此文獻

應用領域納米材料/高分子材料/生物質材料
樣品Biolin Theta系列 | 懸滴法測試表面張力
項目Biolin Theta系列 | 懸滴法測試表面張力
參考標準/文獻https://www.dksh-instrument.cn/Solution/619

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摘要

作者：Susanna Laurén，Biolin Scientific

表面張力測量在許多工業中都很重要。目前有幾種表面張力測試方法：Du Noüy環，Wilhelmy板和懸滴法。前兩種是基于力學法，而懸滴法是通過光學法完成的。

? 光學法-懸滴法

表面和界面張力的測量是可以使用光學懸滴法完成的。懸掛在滴液頭上的液滴形狀由力的平衡和液體的表面張力決定的。

表面或界面張力與液滴形狀有關，方程式如下：

γ是表面張力，Δρ為液體間的密度差，g是重力常數，R₀是頂點處的曲率半徑，β是形狀因子。β可以通過楊-拉普拉斯方程來定義的，該方程還能夠表示為三個無量綱的一階方程，如圖所示。

使用迭代近似的現代計算方法能夠解開楊-拉普拉斯方程。因此，可以確定具有已知密度的任意兩種不混溶液體之間的表面或界面張力。對于光學懸滴法，液滴的大小很重要，應該呈現將滴未滴的狀態。必須注意確保滴液頭不會影響液滴形狀。測量表面張力時，液體和氣體（通常是空氣）之間的密度差足夠大，5μL至20μL之間的體積通常足以達到上述效果。測量界面張力時，密度差和界面張力都會影響所需的滴液體積。兩者密度差異越小，所需液滴體積越大。

? 懸滴法較力學法的優勢

基于力學法的測試更加成熟，很多標準使用Du Noüy環法進行表面張力測量。而懸滴法具有如下優勢而越來越受歡迎。

① 樣品體積小

當可用的樣品體積很小時，懸滴法特別適合。使用力學法，最小的樣品體積也需要幾毫升，但對于懸滴法100μL甚至更小的體積就可以進行測量。例如，在測量樣品量有限的生物樣品時，這一點尤為重要。當測量有一定危險的樣品時，小樣品量也是十分有益的。

② 易于液體處理

懸滴法可以用一次性滴液頭完成，樣品可以很容易吸入到滴液頭中。測量后可以更換滴液頭，降低了樣品中含有污染物的風險。該方法還使粘性樣品（如油漆和膠水）的測量更容易和快速，因為在測量完成后無需清潔環和板。

③ 探頭的質量不會影響測試結果

基于力的方法要用測量探頭，即Du Noüy環和Wilhelmy板。探頭的尺寸對于準確測量表面和界面張力是十分重要的。探頭比較脆弱，需要小心對待，以確保探頭的形狀和尺寸。使用懸滴法測試，上述均不是問題，因為該方法基于懸掛液體的形狀。

④ 在接觸角測試前檢查液體純度

懸滴法很容易與接觸角測量相結合。因此，可以在測量接觸角前檢查液體純度。在OneAttension軟件中，可以確定所用液體的可接受表面張力范圍。進行接觸角測量時，軟件將在液滴滴落前自動檢查液體的純度。

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