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      表面張力儀用于測試表面張力三明治效應之表面活性劑的三明治效應測試

      點擊次數:2030    發布時間:2022-09-26 00:00:00

      2017年12月17日, 我們在官網上提出了表面張力三明治效應。通常情況下,混合液體,特別是存在表面活性劑或復配表面活性劑的液體,由于親水-親油基的吸附不同,表面活性劑的機理在液體中存在明顯的三明治效應,如鮮牛奶、墨水、油墨、油漆、涂料等等。

      近期,我們對表面張力三明治效應采用上海梭倫的動態鉑金板法和懸滴法進行了進一步測試驗證,測試樣品為氟表面活性劑。通過數據曲線可以看到明顯的動態吸附以及三明治效應的變化。

      測試樣品為單組份表面活性劑,濃度為10%左右表面活性劑。

      表面張力儀 表面張力三明治效應

      對超高濃度且靜置一天時間的同一樣品表面活性劑采用表面張力儀的鉑金板法,在采用靜態方法時,表面張力的測試結果為17.94mN/m。同樣的樣品,采用懸滴法的表面張力儀并使用阿莎算法(ADSA-RealDrop)時,測得的表面張力值如下圖所示。測值結果與如上靜態方法測試值接近。通過兩種不同的表面張力儀測試儀器和測試方法得到的終測值結果接近,說明測值數據可信。

      表面張力測試圖片

      回到個圖片的動態測試過程。

      表面張力儀 表面張力三明治效應

      表面張力測試圖片中,初始的表面張力值為蒸餾水的表面張力值,除了一次添加常規表面活性劑的動態吸附之外,其他的幾次操作均為添加本次實驗中出現了表面張力三明治效應的表面活性劑。從表面張力儀測試圖片中,我們可以看到:

      1、添加了表面活性劑后,表面活性劑迅速在樣品上表面形成吸附,時間通常為2秒以下(如上圖的下面部分所示)。

      2、表面活性劑在液體表面吸附形成后,開始較長時間的表面張力增大的過程。這個過程中,表面活性劑分子離開液體表面至下表面層。下表面層的表面張力值如懸滴法表面張力儀測試得到數據所示。

      3、添加了常規表面活性劑時,該表面活性劑并未出現與被測試氟表面活性劑同樣的吸附到上表面后,慢慢地離開表面到下層表面吸附的過程。

      4、通過如上表面張力儀測試動態吸附的過程,可以用于評估:

      (1)表面活性劑動態吸附時間。從目前的技術情況來講,動態的鉑白金板無論在精度、測試操作方便性、測試操作的易理解性方面均遠優于氣泡法(Max bubble pressure)的表面張力儀。氣泡法的表面張力儀測試動態吸附需要測試每個氣泡形成的時間點,相當于如上迅速下降的表面張力的點均需要測試得到或通過擬合線分析得到。這樣的操作需要非常消耗時間。同時,氣泡法通常無法測得平衡的表面張力值,對于純的液體如水、酒精等會相對好一些,對于復配體系的樣品通常是無法測得非常穩定且具有重復性的表面張力值的。

      對于需要便攜式測試表面張力值的用戶,我們建議采用上海梭倫提供的SL250系列表面張力三明治效應測試系統。測試精度高,且可以測試動態吸附過程。

      (2)表面活性劑的CMC值。測試圖片中的每次降低的表面張力值均顯示了濃度與表面張力的變化,如果添加表面活性劑后,濃度無法導致表面張力再降低,此時說明已經達到CMC值。因而,動態鉑金板法相對于靜態鉑金板法而言,測試表面張力的CMC值會非???。

      (3)評估表面張力三明治效應。如上圖所示。

       

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