表面活性剂检测仪
表面活性剂检测仪
什么是表面张力
*，我们可以根据分子间的互相吸引力来解释液体的性质。这种分子间的吸引力就被称之为分子内聚力或称范德华力。而表面张力、界面张力以及相类似的现象就是用来解释分子内聚力的基本物理现象。
具体来说，构成液体的分子在表面上所受的力与本体内的会不相同。在本体内的分子所受的力是对称的、平衡的。而在表面上的分子，受本体内分子吸引而无反向的平衡力。这就是说，它受到的是拉入本体内的力。也就是说，力图将表面积缩小，使这种不平衡的状态趋向平衡状态。
热力学的说法是：要将这体系的表面能降至小，这个力就称为“表面张力”，也说是单位面积上的自由能(j/m2)，也就是形成或扩张单位面积的界面所需的能量。它的数值和表面张力(n/m)一致。由于习惯，常用表面张力表示表面自由能，它对液体表面的物理化学现象起着至关重要的作用。在日常生活中，早晨荷叶上的露珠、杯子中的弧形水面等均为表面张力现象。
什么是表面张力.
表面张力仪的工作原理
表面张力仪根据所使用的技术不同，按测试原理可分为如下几类：
1.气泡压力法
这也是测定液体表面张力的一种的方法，测定时将一根毛细管插入待测液体内部，从管中缓慢地通入惰性气体对其内的液体施以压力，使它能在管端形成气泡逸出。当所用的毛细管管径较小时，可以假定所产生的气泡都是球面的一部分，但是气泡在生成及发展过程中，气泡的曲率半径将随惰性气体的压力变化而改变，当气泡的形状恰为半球形时，气泡的曲率半径为小，正好等于毛细管半径。
如果此时继续通入惰性气体，气泡便会猛然胀大，并且迅速地脱离管端逸出或突然破裂。如果在毛细管上连一个u型压力计，u型压力计所用的液体密度为p.两液柱的高度差为△l，那么气泡压力△pmax就能通过实验测定。
特点
此方法与接触角无关，装置简单，测定快速；经过适当的设计可以用于熔融金属和熔盐的表面张力测量。由于气泡法表面张力仪能够模拟表面活性剂的随时间的变化情况，并且可以绘制完整的表面张力变化曲线，在工业生产中应用十分广泛。
2.吊环法
吊环法是1863年由wilhelmy首先提出的，后来，dognon和abribat将其改进，测定当打毛的铂片、玻片或滤纸片的底边平行界面并刚好接触(未脱离)界面时的拉力。要满足吊片恰好与液面接触，既可采用脱离法，测定吊板脱离液面所需与表面张力相抗衡的拉力，也可将液面缓慢地上升至刚好与天平悬挂已知重量的吊板接触，然后测定其增量，再求得表面张力的值。
吊环法的基本原理是将浸在液面上的金属环(铂丝制成)脱离液面，其所需的拉力，等于吊环自身重量加上表面张力与被脱离液面周长的乘积。timberg和sondhauss首先使用此法，但dunouy次应用扭力天平来测定此拉力。harkins和jordan引进了校正因子，可以用来测定纯液体表面张力，测定时必须注意其表面张力有时间效应。此外，将吊环拉离液面时要特别小心，以免液面发生扰动。
特点
由于液膜有一定的厚度，同时由于上拉环也将带起由于液膜有一定的厚度，同时由于上拉环也将带起若干液体，并且环的半径和被拉起的液膜的半径稍有不同，所以吊环法的精度稍低。
3.白金板法
当感测白金板浸入到被测液体后，白金板周围就会受到表面张力的作用，液体的表面张力会将白金板尽量地往下拉。当液体表面张力及其他相关的力与平衡力达到均衡时，感测白金板就会停止向液体内部浸入。这时候，仪器的平衡感应器就会测量浸入深度，并将它转化为液体的表面张力值。
具体测试过程中，白金板法的测试步骤为：
(1)将白金板浸入液体内；
(2)在浸入状态下，由感应器感测平衡值；
(3)将感应到的平衡值转化为表面张力值，并显示出来。
4.悬滴法
悬滴法实质上是滴外形法的一种。滴外形法是根据液滴的外形来测定表面张力和接触角的方法，既有悬滴法又有躺滴法。
5.旋滴法
在样品管中装入高密度的液体，再加入少量低密度液体，密闭后，将其置于旋滴仪中使其以x角速度旋转。在离心力、重力及表面张力作用下，低密度液体在高密度液体中形成圆柱形液滴。
表面张力仪的应用
表面张力仪适用于油水的界面测试和油墨配方研制。广泛应用于油漆、涂料行业；农药，电镀行业；化妆品，食品行业；水处理，电力行业；生物工程，各大专院校等行业。
表面张力仪的应用极为广泛，主要用于以下方面：
(1)在线表面张力测试，用于过程分柝与控制，可达致产品均质优化及减低损耗，整体来说是降低生产成本、质量监控。
(2)临界胶速表面活性剂浓度相对表面张力，可以很快由测绘标图而确定。
(3)一些常用的清洁剂的表面活性剂非常活跃，表面张力测试可研究清洁剂的方子，从而优化它的功能。
(4)很多墨水、涂料都含有活跃的表面活性剂，当在应用过程中，会直接影响质量。通过高速的公式、化学方子预测比较，可更准确的加强应用性能。
(5)可用于测试气雾剂的喷雾方子、化学公式的比较，主要是衡量表面活性分子的扩散时间。
(6)仪器的模拟输出包括微分压力传感器讯息，会收集得表面活性分子由环绕的流体至空气/液体界面的表面扩散准确的测量值及它的移动讯息。
(7)测量半导体工业的电镀液槽里电镀液的表面张力，可以准确决定电镀液的浓度及添加剂的应用份量。
表面张力的应用领域：
1. 电力行业
分析绝缘油的纯净程度和运行油的污染状况。
2. 墨水、油墨行业
分析印刷、涂布倾向性、润湿性，进行质量控制。
3. 清洗剂行业
分析表面活性剂的吸收速度、性质，研究适合的浓度，研究临界胶束浓度。
4. 助化剂行业：
研究聚集与扩散的行为能力。
5. 化妆品行业
分析乳剂或悬浮剂的分散性、稳定性及润湿性。
6. 电镀行业
分析电镀液润湿性，进行质量控制。
7. 农药行业
分析吸收、分散、稳定的能力。
8. 油漆、涂布行业
分析涂布倾向性、成膜性及分散、稳定、润湿的能力。
9. 水处理行业
污水的处理，各类水的水质分析
10. 石油采油行业
三次采油时，石油助排剂的分析。
11. 消防行业
分析泡沫灭火剂瞬间铺展、润湿的能力。
表面张力仪在纺织行业的应用
应用表面张力分析仪测试各种纺织助剂溶于水后的动态表面张力以及静态表面张力，并测试各种纺织助剂的临界胶束浓度(cmc)。纺织行业是工业表面活性剂的大用户之一，因为绝大多数纺织助剂中都含有表面活性剂。纺织助剂与表面活性剂结构和作用相关的物理化学因素相关，其中表面活性剂主要用作渗透剂、乳化剂、消泡剂、柔软剂、匀染剂、抗静电剂和洗涤剂，所起的主要作用是洗涤、润湿、乳化、消泡、匀染和抗静电。
纺织材料的处理过程涉及到纺织品的洗涤、渗透润湿。人造纤维(如聚丙烯，聚酯，聚丙烯腈)和未经脱脂的天然纤维，因为他们的临界表面张力低于水的表面张力，因而水在纤维上不能达到令人满意的程度。加入洗涤剂后一般都能使水的表面张力下降，因此能让洗涤剂的有效成分进入纤维内部，起到良好的去污效果。
纺织品的染色、印花过程中气泡的滞留容易导致成品布上存在斑痕，严重影响产品的质量，需要添加消泡剂，消泡剂的加入能够消除这些过程中产生的泡沫，而相应的消泡剂选择依据需要了解这些消泡剂表面活性性质(表面张力、临界胶束浓度、界面张力)。
利用茶皂素研制高级洗涤剂提供依据，应用表面张力分析仪对茶皂素溶液的表面张力、起泡力和泡沫稳定性及去污能力进行了测定，同时研制了复配型茶皂素洗涤剂，并检验了该洗涤剂对丝毛织物的洗涤效果。结果表明，茶皂素溶液质量分数由0.0012%增加到0.050%时，其表面张力由6.5mn/m降低至3.6mn/m。
与人工合成的表面活性剂比较，茶皂素溶液的起泡力较弱，但其泡沫稳定性*，而且茶皂素的起泡力对水的硬度变化极不敏感；茶皂素单独使用时，去污力不如合成表面活性剂强；当与合成表面活性剂复配后，去污力显著增强，新研制的茶皂素洗涤剂对丝毛织物具有优良的洗涤效果。
表面张力仪在电镀行业中的应用
以往电镀液的更换或何时再添加接活性剂(如促进剂)，是以经验值或时间来决定，如此做法是无法量化数据化，不知所以然的做法。电镀液中除了含有欲镀上之金属离子，电解质，错合剂外尚有有机添加剂(光泽剂，结构改良剂，润湿剂)，其中润湿剂是影响被镀物(导线架，铜箔基板，构装基板)与金属离子，光泽剂之类等物质之间附着力好坏。镀膜易剥离是因接口活性剂选用不对或是浓度不对所造成。
1.如何选定附着力好的电镀液主要是电镀液供货商配方问题，使用者可依供货商所提供电镀液实际去镀看看结果如何而选定，选定后以这新电镀液去测量表面张力值，以这个值当进料检验标准值。电镀液效果好坏还有因选用电镀设备有关，如使用何种电源供应器，选用何种电源供应器技术原理，是整个电镀设备的技术关键点。
2.制程中电镀液表面张力监控理论上电镀液表面张力愈小，表示电镀液愈容易渗入小缝隙里面，愈容易在被镀物表面润湿，也就是愈容易使用金属离子镀上去。但在品质与经济效益需取得平衡点，故表面张力值需控制在哪一点，这必须有赖使用者去抓。因每一家所考虑的都不一样，故无一定标准。
但有一点需先抓出来，因为超过cmc点后，表面张力反而不会改变，不但没达到预期效果且浪费接口活性剂。在cmc点之前的任何表面张力值，选一点你们认为制程上的，作为监控的标准值。当cmc点与标准值定下来后，再定时作电镀液取样量测。
3.结论假设金属离子(欲镀物)浓度是在控制范围内，但因无法渗入较小缝隙内，会造成缝隙内厚度不均匀甚至没镀到，或因润湿性不好除了厚度不均匀外，更是造成易剥离主要原因。表面张力计与底材表面自由能分析仪界面科学领域中，有一物化性质很值得去了解与应用它，尤其在精密化学，半导体，光电等新兴科技产业，在研发，制程改善和品保方面常会碰到界面上瓶颈问题，但因人们没深入去了解此一物化现象，似懂非懂，没有很清晰建立起正确观念，这些观念就是液体表面张力，固体表面自由能与表面自由能分布，和润湿功在实务解释应用上所代表的意义如何，因而无法利用这些观念去发现问题之所在，以谋求解决之道。只要把这物化性质清晰了解后，配合表面张力计和底材表面自由能分析仪的数据，相信可以解决许多表面张力方面的问题。
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*，我们可以根据分子间的互相吸引力来解释液体的性质。这种分子间的吸引力就被称之为分子内聚力或称范德华力。而表面张力、界面张力以及相类似的现象就是用来解释分子内聚力的基本物理现象。
具体来说，构成液体的分子在表面上所受的力与本体内的会不相同。在本体内的分子所受的力是对称的、平衡的。而在表面上的分子，受本体内分子吸引而无反向的平衡力。这就是说，它受到的是拉入本体内的力。也就是说，力图将表面积缩小，使这种不平衡的状态趋向平衡状态。
热力学的说法是：要将这体系的表面能降至小，这个力就称为“表面张力”，也说是单位面积上的自由能(j/m2)，也就是形成或扩张单位面积的界面所需的能量。它的数值和表面张力(n/m)一致。由于习惯，常用表面张力表示表面自由能，它对液体表面的物理化学现象起着至关重要的作用。在日常生活中，早晨荷叶上的露珠、杯子中的弧形水面等均为表面张力现象。
什么是表面张力.
表面张力仪的工作原理
表面张力仪根据所使用的技术不同，按测试原理可分为如下几类：
1.气泡压力法
这也是测定液体表面张力的一种的方法，测定时将一根毛细管插入待测液体内部，从管中缓慢地通入惰性气体对其内的液体施以压力，使它能在管端形成气泡逸出。当所用的毛细管管径较小时，可以假定所产生的气泡都是球面的一部分，但是气泡在生成及发展过程中，气泡的曲率半径将随惰性气体的压力变化而改变，当气泡的形状恰为半球形时，气泡的曲率半径为小，正好等于毛细管半径。
如果此时继续通入惰性气体，气泡便会猛然胀大，并且迅速地脱离管端逸出或突然破裂。如果在毛细管上连一个u型压力计，u型压力计所用的液体密度为p.两液柱的高度差为△l，那么气泡压力△pmax就能通过实验测定。
特点
此方法与接触角无关，装置简单，测定快速；经过适当的设计可以用于熔融金属和熔盐的表面张力测量。由于气泡法表面张力仪能够模拟表面活性剂的随时间的变化情况，并且可以绘制完整的表面张力变化曲线，在工业生产中应用十分广泛。
2.吊环法
吊环法是1863年由wilhelmy首先提出的，后来，dognon和abribat将其改进，测定当打毛的铂片、玻片或滤纸片的底边平行界面并刚好接触(未脱离)界面时的拉力。要满足吊片恰好与液面接触，既可采用脱离法，测定吊板脱离液面所需与表面张力相抗衡的拉力，也可将液面缓慢地上升至刚好与天平悬挂已知重量的吊板接触，然后测定其增量，再求得表面张力的值。
吊环法的基本原理是将浸在液面上的金属环(铂丝制成)脱离液面，其所需的拉力，等于吊环自身重量加上表面张力与被脱离液面周长的乘积。timberg和sondhauss首先使用此法，但dunouy次应用扭力天平来测定此拉力。harkins和jordan引进了校正因子，可以用来测定纯液体表面张力，测定时必须注意其表面张力有时间效应。此外，将吊环拉离液面时要特别小心，以免液面发生扰动。
特点
由于液膜有一定的厚度，同时由于上拉环也将带起由于液膜有一定的厚度，同时由于上拉环也将带起若干液体，并且环的半径和被拉起的液膜的半径稍有不同，所以吊环法的精度稍低。
3.白金板法
当感测白金板浸入到被测液体后，白金板周围就会受到表面张力的作用，液体的表面张力会将白金板尽量地往下拉。当液体表面张力及其他相关的力与平衡力达到均衡时，感测白金板就会停止向液体内部浸入。这时候，仪器的平衡感应器就会测量浸入深度，并将它转化为液体的表面张力值。
具体测试过程中，白金板法的测试步骤为：
(1)将白金板浸入液体内；
(2)在浸入状态下，由感应器感测平衡值；
(3)将感应到的平衡值转化为表面张力值，并显示出来。
4.悬滴法
悬滴法实质上是滴外形法的一种。滴外形法是根据液滴的外形来测定表面张力和接触角的方法，既有悬滴法又有躺滴法。
5.旋滴法
在样品管中装入高密度的液体，再加入少量低密度液体，密闭后，将其置于旋滴仪中使其以x角速度旋转。在离心力、重力及表面张力作用下，低密度液体在高密度液体中形成圆柱形液滴。
表面张力仪的应用
表面张力仪适用于油水的界面测试和油墨配方研制。广泛应用于油漆、涂料行业；农药，电镀行业；化妆品，食品行业；水处理，电力行业；生物工程，各大专院校等行业。
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(1)在线表面张力测试，用于过程分柝与控制，可达致产品均质优化及减低损耗，整体来说是降低生产成本、质量监控。
(2)临界胶速表面活性剂浓度相对表面张力，可以很快由测绘标图而确定。
(3)一些常用的清洁剂的表面活性剂非常活跃，表面张力测试可研究清洁剂的方子，从而优化它的功能。
(4)很多墨水、涂料都含有活跃的表面活性剂，当在应用过程中，会直接影响质量。通过高速的公式、化学方子预测比较，可更准确的加强应用性能。
(5)可用于测试气雾剂的喷雾方子、化学公式的比较，主要是衡量表面活性分子的扩散时间。
(6)仪器的模拟输出包括微分压力传感器讯息，会收集得表面活性分子由环绕的流体至空气/液体界面的表面扩散准确的测量值及它的移动讯息。
(7)测量半导体工业的电镀液槽里电镀液的表面张力，可以准确决定电镀液的浓度及添加剂的应用份量。
表面张力的应用领域：
1. 电力行业
分析绝缘油的纯净程度和运行油的污染状况。
2. 墨水、油墨行业
分析印刷、涂布倾向性、润湿性，进行质量控制。
3. 清洗剂行业
分析表面活性剂的吸收速度、性质，研究适合的浓度，研究临界胶束浓度。
4. 助化剂行业：
研究聚集与扩散的行为能力。
5. 化妆品行业
分析乳剂或悬浮剂的分散性、稳定性及润湿性。
6. 电镀行业
分析电镀液润湿性，进行质量控制。
7. 农药行业
分析吸收、分散、稳定的能力。
8. 油漆、涂布行业
分析涂布倾向性、成膜性及分散、稳定、润湿的能力。
9. 水处理行业
污水的处理，各类水的水质分析
10. 石油采油行业
三次采油时，石油助排剂的分析。
11. 消防行业
分析泡沫灭火剂瞬间铺展、润湿的能力。
表面张力仪在纺织行业的应用
应用表面张力分析仪测试各种纺织助剂溶于水后的动态表面张力以及静态表面张力，并测试各种纺织助剂的临界胶束浓度(cmc)。纺织行业是工业表面活性剂的大用户之一，因为绝大多数纺织助剂中都含有表面活性剂。纺织助剂与表面活性剂结构和作用相关的物理化学因素相关，其中表面活性剂主要用作渗透剂、乳化剂、消泡剂、柔软剂、匀染剂、抗静电剂和洗涤剂，所起的主要作用是洗涤、润湿、乳化、消泡、匀染和抗静电。
纺织材料的处理过程涉及到纺织品的洗涤、渗透润湿。人造纤维(如聚丙烯，聚酯，聚丙烯腈)和未经脱脂的天然纤维，因为他们的临界表面张力低于水的表面张力，因而水在纤维上不能达到令人满意的程度。加入洗涤剂后一般都能使水的表面张力下降，因此能让洗涤剂的有效成分进入纤维内部，起到良好的去污效果。
纺织品的染色、印花过程中气泡的滞留容易导致成品布上存在斑痕，严重影响产品的质量，需要添加消泡剂，消泡剂的加入能够消除这些过程中产生的泡沫，而相应的消泡剂选择依据需要了解这些消泡剂表面活性性质(表面张力、临界胶束浓度、界面张力)。
利用茶皂素研制高级洗涤剂提供依据，应用表面张力分析仪对茶皂素溶液的表面张力、起泡力和泡沫稳定性及去污能力进行了测定，同时研制了复配型茶皂素洗涤剂，并检验了该洗涤剂对丝毛织物的洗涤效果。结果表明，茶皂素溶液质量分数由0.0012%增加到0.050%时，其表面张力由6.5mn/m降低至3.6mn/m。
与人工合成的表面活性剂比较，茶皂素溶液的起泡力较弱，但其泡沫稳定性*，而且茶皂素的起泡力对水的硬度变化极不敏感；茶皂素单独使用时，去污力不如合成表面活性剂强；当与合成表面活性剂复配后，去污力显著增强，新研制的茶皂素洗涤剂对丝毛织物具有优良的洗涤效果。
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以往电镀液的更换或何时再添加接活性剂(如促进剂)，是以经验值或时间来决定，如此做法是无法量化数据化，不知所以然的做法。电镀液中除了含有欲镀上之金属离子，电解质，错合剂外尚有有机添加剂(光泽剂，结构改良剂，润湿剂)，其中润湿剂是影响被镀物(导线架，铜箔基板，构装基板)与金属离子，光泽剂之类等物质之间附着力好坏。镀膜易剥离是因接口活性剂选用不对或是浓度不对所造成。
1.如何选定附着力好的电镀液主要是电镀液供货商配方问题，使用者可依供货商所提供电镀液实际去镀看看结果如何而选定，选定后以这新电镀液去测量表面张力值，以这个值当进料检验标准值。电镀液效果好坏还有因选用电镀设备有关，如使用何种电源供应器，选用何种电源供应器技术原理，是整个电镀设备的技术关键点。
2.制程中电镀液表面张力监控理论上电镀液表面张力愈小，表示电镀液愈容易渗入小缝隙里面，愈容易在被镀物表面润湿，也就是愈容易使用金属离子镀上去。但在品质与经济效益需取得平衡点，故表面张力值需控制在哪一点，这必须有赖使用者去抓。因每一家所考虑的都不一样，故无一定标准。
但有一点需先抓出来，因为超过cmc点后，表面张力反而不会改变，不但没达到预期效果且浪费接口活性剂。在cmc点之前的任何表面张力值，选一点你们认为制程上的，作为监控的标准值。当cmc点与标准值定下来后，再定时作电镀液取样量测。
3.结论假设金属离子(欲镀物)浓度是在控制范围内，但因无法渗入较小缝隙内，会造成缝隙内厚度不均匀甚至没镀到，或因润湿性不好除了厚度不均匀外，更是造成易剥离主要原因。表面张力计与底材表面自由能分析仪界面科学领域中，有一物化性质很值得去了解与应用它，尤其在精密化学，半导体，光电等新兴科技产业，在研发，制程改善和品保方面常会碰到界面上瓶颈问题，但因人们没深入去了解此一物化现象，似懂非懂，没有很清晰建立起正确观念，这些观念就是液体表面张力，固体表面自由能与表面自由能分布，和润湿功在实务解释应用上所代表的意义如何，因而无法利用这些观念去发现问题之所在，以谋求解决之道。只要把这物化性质清晰了解后，配合表面张力计和底材表面自由能分析仪的数据，相信可以解决许多表面张力方面的问题。
表面活性剂检测仪品智创思精密仪器
泡罩包装机的成泡基材
冲击脉冲法评价滚动轴承故障的系数自修正方法
数显海水流量计
百萤课堂之肌动蛋白的染色方案
2018年通信业统计公报解读：通信业平稳运行
表面活性剂检测仪
金属浴是什么？我们又该如何选择？
离心机具有7大基本功能
怎么选择橡胶压缩*变形器的限制器？
导致SMC气缸早期磨损的11项原因
DG900系列函数任意波形发生器技术参数
智能电子拉力试验机-产品简介
PIR保冷管托检验报告
机床工作灯的特点和性能
焊接H型钢的轧制工艺剖析及特点
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