多相體系中各相之間存在著界面，處于界面的分子與處于相本體內(nèi)的分子所受壓力是不同的。氣體-液體界面、固體-液體界面、液體-液體界面，因界面分子受力不平衡，造成分子表面向液體內(nèi)部方向的作用力，此垂直液面方向的力即為表面張力。純水的表面張力根據(jù)溫度不同，約在72mN/m左右。

　　如果在水中添加了表面活性劑(如潤(rùn)濕劑、流平劑等)就會(huì)影響液體的表面張力。在形成新的界面時(shí)，表面活性劑遷移到新的界面是需要時(shí)間的。例如噴墨打印機(jī)的打印頭噴墨到紙張上只需要十幾毫秒(或更短時(shí)間)，汽車(chē)漆噴涂到工件上乳膠漆滾涂到墻面上或需要幾十到幾千毫秒，不同的表面活性劑遷移到新的界面需要的時(shí)間不同，所以對(duì)產(chǎn)品的潤(rùn)濕，流平性能的影響也有所不同。如下圖所示，圖1是Sita表面張力儀的毛細(xì)管剛形成新的氣泡(即新的氣-液界面)時(shí)，在剛開(kāi)始的30毫秒，表面活性劑只有少量聚集到新的界面上，這時(shí)把水的表面張力從72降到66。隨界面形成的時(shí)間越久(即氣泡壽命越長(zhǎng))，表面活劑劑聚集到界面上就越多，表面張力也就下降得越多。Sita表面張力儀可以測(cè)出從15毫秒到15秒的動(dòng)態(tài)表面張力。

　　而普通的環(huán)法或板法測(cè)的只能是液體在幾十秒后至幾分鐘后達(dá)到平衡后的靜態(tài)表面張力(如上圖的最后一個(gè)數(shù)據(jù)：29nN/m)，而不能測(cè)試關(guān)鍵的剛形成新界面時(shí)的表面張力，也不能描出動(dòng)態(tài)表面張力的曲線(xiàn)。

　　Sita表面張力儀從毛細(xì)管中不斷鼓泡從而不斷的產(chǎn)生新的界面，表面活性物質(zhì)在測(cè)量過(guò)程中擴(kuò)散到新的界面上，此時(shí)的表面張力值視表面活性物質(zhì)在體系中的遷移速度及表面活性物質(zhì)的特性而定，當(dāng)然也會(huì)受到溫度等其它因素的影響。

　　因此許多潤(rùn)濕及流平過(guò)程的狀況及結(jié)果，完全受到動(dòng)態(tài)表面活性物質(zhì)的影響，所以能測(cè)量及記錄表面張力隨時(shí)間的變化情形，實(shí)在非常重要. Sita表面張力儀帶有毛細(xì)管，把毛細(xì)管浸入液面，使氣流通過(guò)毛細(xì)管，增加管內(nèi)空氣壓力，毛細(xì)管下端會(huì)產(chǎn)生氣泡，此氣泡球體的半徑不斷減小，直到氣泡半徑與毛細(xì)管半徑相同時(shí)，氣泡開(kāi)始脫離毛細(xì)管末端，此時(shí)氣泡壓力呈最大值，依據(jù)Laplace-relation 公式，此最大最小壓力差與表面張力有關(guān)，因此藉由測(cè)量氣泡的壓力差可計(jì)算出此時(shí)的表面張力.

　　靜態(tài)水壓與毛細(xì)管沒(méi)入液面深度及液體密度有關(guān)，此參數(shù)可藉由相對(duì)測(cè)量壓力差而互相消去，因此表面張力的測(cè)量不受毛細(xì)管沒(méi)入液面深淺的影響. 氣泡壽命稱(chēng)為氣泡生成時(shí)間，定義為從毛細(xì)管開(kāi)始產(chǎn)生氣泡(最小氣泡壓力時(shí))至氣泡球體半徑與毛細(xì)管半徑相等時(shí)的時(shí)間(最大氣泡壓力時(shí))，此后氣泡球面急速擴(kuò)大，使得氣泡球體半徑增加，因此氣泡壓力即逐步降低. 我們不需詳細(xì)知道毛細(xì)管的半徑，因?yàn)榇嗽诰€(xiàn)測(cè)量?jī)x器，可隨時(shí)以純水進(jìn)行校正，此時(shí)毛細(xì)管半徑(或儀器的校正參數(shù))可自動(dòng)由壓力大小及純水表面張力數(shù)據(jù)得出.

　　此儀器的在線(xiàn)測(cè)量模式，可設(shè)定固定的氣泡產(chǎn)生頻率，以測(cè)量張力值的變化，如此待測(cè)液體表面張力隨時(shí)間的變化特性，可被記錄及在線(xiàn)監(jiān)控長(zhǎng)達(dá)至數(shù)天時(shí)間. 注:鍍液中加潤(rùn)濕劑(wetting agent)作為防止針孔劑(anti-pitting agents)時(shí)，表面張力測(cè)定可作為控制潤(rùn)濕劑的參考，其它如清潔液中的表面活性劑(surfactants)也可以用表面張力測(cè)定來(lái)加以控制。

相關(guān)儀器產(chǎn)品

t15表面張力儀