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(如潤濕劑、流平劑等)就會影響液體的表面張力。在形成新的界面時，表面活性劑遷移到新的界面是需要時間的。例如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(chǎn)品的潤濕，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，在剛開始的30毫秒，表面活性劑只有少量聚集到新的界面上，這時把水的表面張力從72降到66。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，表面張力也就下降得越多。Sita表面張力儀可以測出從15毫秒到15秒的動態(tài)表面張力。

　　而普通的環(huán)法或板法測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(如上圖的最后一個數(shù)據(jù)：29nN/m)，而不能測試關(guān)鍵的剛形成新界面時的表面張力，也不能描出動態(tài)表面張力的曲線。

　　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)在測量過程中擴散到新的界面上，此時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)然也會受到溫度等其它因素的影響。

　　因此許多潤濕及流平過程的狀況及結(jié)果，完全受到動態(tài)表面活性物質(zhì)的影響，所以能測量及記錄表面張力隨時間的變化情形，實在非常重要. Sita表面張力儀帶有毛細(xì)管，把毛細(xì)管浸入液面，使氣流通過毛細(xì)管，增加管內(nèi)空氣壓力，毛細(xì)管下端會產(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，氣泡開始脫離毛細(xì)管末端，此時氣泡壓力呈最大值，依據(jù)Laplace-relation 公式，此最大最小壓力差與表面張力有關(guān)，因此藉由測量氣泡的壓力差可計算出此時的表面張力.

　　靜態(tài)水壓與毛細(xì)管沒入液面深度及液體密度有關(guān)，此參數(shù)可藉由相對測量壓力差而互相消去，因此表面張力的測量不受毛細(xì)管沒入液面深淺的影響. 氣泡壽命稱為氣泡生成時間，定義為從毛細(xì)管開始產(chǎn)生氣泡(最小氣泡壓力時)至氣泡球體半徑與毛細(xì)管半徑相等時的時間(最大氣泡壓力時)，此后氣泡球面急速擴大，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，因為此在線測量儀器，可隨時以純水進(jìn)行校正，此時毛細(xì)管半徑(或儀器的校正參數(shù))可自動由壓力大小及純水表面張力數(shù)據(jù)得出.

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

相關(guān)儀器產(chǎn)品

t15表面張力儀