表面张力仪的测试原理

    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：

　　气泡压力法

　　这也是测定液体表面张力的一种zui常用的方法,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zui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zui大压力△Pmax就能通过实验测定。此时：
                                      

　　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。 

　　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zui大拉力,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zui大拉力,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zui大拉力。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。[1]

　　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,[2]

　　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。其原理是根据La2place关于毛细现象的方程:

                              

　　△P为表面压力差，γ为表面张力，R1和R2为曲面半径。

　　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。