什么是表面張力？

我們生活中經常會跟表面張力打交道，卻清楚認知它。它在清潔洗滌中扮演者象汽車、化妝品中的潤滑劑那樣的角色。水甲蟲之所以不被淹死只不過是因為表面張力在作怪。

液體中分子之間的吸引力是產生表面張力的原因。如果我們觀察某種介質的內部分子結構的時候，會發現分子間的吸引力是相同的。因此，分子所受到的各個方向的力是相同的，合力為零。

另一方面，如果分子處于液體表面，液體內部的吸引力作用在一邊，另外一邊卻沒有分子作用力的存在。因此，合力的方向是指向液體內部的。從宏觀來看，液體表面積會趨向最小華，液滴將因此趨向變圓。

測量表面張力的方法：

拉環法：利用一個初始浸在液體的環從液體中拉出一個液體膜，測量環脫離液面時需要施加的力來計算出表面張力。

吊片法：又稱Wilhelmy法、吊板法。采用蓋玻片、云母片、濾紙或鉑箔平板插入液體，使其底邊與液面接觸，測定吊片脫離液體所需與表面張力相抗衡的最大拉力F，也可將液面緩慢地上升至剛好與吊片接觸。吊片法直觀可靠，不需要校正因子，這與其他脫離法不同，還可以測量液-液界面張力。

棒法：與吊片法差不多，以Wilhelmy 板法為基礎，用圓柱棒代替吊板，測量表面張力。

滴體積法：液體在毛細管口成滴下落前的瞬間，落滴所受的重力與管口半徑及液體的表面張力有關。

懸滴法：英文名為Pendant Drop method，通過測量一懸滴的輪廓來獲得液體的表面張力。

氣泡壓力法：通過液體分子間的吸引力，液體里面的空氣氣泡同樣會受到這些吸引力的作用，譬如氣泡在液體中形成會受到表面張力的擠壓。氣泡的半徑越小，它所有的壓力就越大。通過與外部氣泡相比，增加的壓力可用于測量表面張力。空氣經由毛細管進入液體，隨著氣泡形成外凸，氣泡的半徑也隨之連續不斷的減小。

這個過程壓力會上升到最大值，氣泡半徑最小。此時氣泡的半徑等于毛細管半徑，氣泡成半球狀。此后，氣泡破裂并脫離毛細管，新氣泡繼續形成。把過程中的氣泡壓力特征曲線描繪出來，我們就可以用它來計算出表面張力。

測量表面張力的意義

研究表面張力主要是為了確定：1.液體的自身性質；2.環境對表面張力的影響；3.具有特殊功能的活性劑的濃度。目前，無論是科研還是工業應用，對加入特殊功能活性劑的研究和應用，表面張力已成為主要的參考項目之一，如日化行業的增泡劑、增粘劑等，噴墨和油墨行業的潤濕劑、流平劑等，化工的樹脂、乳液等，清洗行業的清潔劑、除污劑等等。

目前市場上已經有多種測量液體表面張力的儀器，有的測的是靜態的、有的測的是動態的，那么動態表面張力和靜態表面張力有什么區別呢？讓我們一起往下看了解。

靜態表面張力 VS 動態表面張力

靜態表面張力如拉環法，是利用一個初始浸在液體的環從液體中拉出一個液體膜，測量環脫離液面時需要施加的力來計算出表面張力。而當表面活性劑濃度大于臨界膠束濃度CMC值時，表面活性劑不會在氣液界面上增加排布，而會在液體內部形成膠束或游離等狀態，因此拉環法方法不能測出濃度增大時表面張力的區別。

測試表面張力的方法，包括：最大氣泡發，拉板拉環法，毛細管上升法，界面夾角法，旋滴法等等。而測動態的只有最大氣泡法，它的優勢是，在幾十毫秒到幾十秒之間，可以產生一系列的氣泡，每個氣泡代表一個新界面，每個新界面都有相應的一個表面張力讀數，此過程可得到一系列動態的表面張力值。而靜態測試方法是一個界面上的變化，最終所取的是一個最佳值，最佳值通常都在十幾秒或以后產生的，此過程是測出一個值，而這個值是可以在鼓泡法中的曲線中尋找出來的。

對于有特殊功能活性劑的研究，往往是需要在很短時間內達到相應的效果，例如，噴墨和印刷行業大部分需要在70ms-150ms之間要求墨水的表面張力達到35mN/m左右。日化行業龍頭企業要求增泡劑在300ms內達到32mN/m。

測動態表面張力，除了可以達到某些特殊效果外，還可以通過測試得出動態CMC值（包括最佳CMC和應用CMC），研究溶液和活性劑的特性。

不同品牌表面張力儀的對比

舉例說明

噴墨打印機的打印頭噴墨到紙張上只需要十幾毫秒（或更短時間），汽車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間不同，所以對產品的潤濕，流平性能的影響也有所不同。如下圖所示，圖1是析塔SITA表面張力儀的毛細管剛形成新的氣泡（即新的界面）時，表面活性劑只有少量聚集到新的界面上。隨界面形成的時間越久（即氣泡壽命越長），表面活劑劑聚集到界面上就越多。析塔SITA表面張力儀可以測出從15毫秒到15秒的動態表面張力。

表面張力分析儀介紹

德國析塔SITA是液體動態表面張力測試方法的引領者，1993年創立了新一代表面張力計的理論基礎。

德國析塔SITA表面張力主要有以下幾個型號：

翁開爾是德國析塔SITA中國總代理，近40年行業經驗，能根據你的需求為您提供專業的解決方案，歡迎致電【18566398802】咨詢。