Взаимодействие между молекулами жидкости и нерастворимой в ней другой жидкости, газа или твердого тела приводит к образованию поверхности раздела фаз. Самый яркий пример - капля жидкости на столе - система твердое тело (стол) - жидкость (капля) - газ (воздух), форма капли зависит как от свойств самой жидкости, так и от свойств сред, с которыми она взаимодействует. Для изменения формы необходимо затратить определенную энергию: усилие, которое необходимо приложить к межфазной поверхности для ее изменения, называется поверхностным натяжением (для системы жидкость-газ) или межфазным натяжением (для системы жидкость-жидкость). Для систем твердое тело-газ измеряют угол взаимодействия.
Измерение поверхностного и межфазного натяжения осуществляется с помощью тензиометров. Фирма Kruss выпускает современные приборы для быстрого и качественного определения поверхностных характеристик материалов. Это оборудование необходимо в научных центрах, испытательных лабораториях, в химической промышленности.
Области применения:
Эмульгаторы
Мыла
ПАВ и пр.
Тензиометры Kruss имеют программное обеспечение. Некоторые модели работают сразу по нескольким методам, а также могут измерять плотность, седиментацию и другие характеристики.
Методы измерений
Жидкости
Статические методы
Метод отрыва кольца (метод дю Нуи)
Классический метод для измерения поверхностного и межфазного натяжения. Результаты почти не зависят от смачивающих характеристик поверхности. В методе измеряется величина максимального усилия, прикладываемого при отрыве кольца
Качественный контроль концентрации ПАВ
Испытание трансформаторного масла
Метод пластинки (метод Вильгельми)
Универсальный метод, особенно подходит для измерения поверхностного натяжения в течение длительного промежутка времени. Измеряется усилие, возникающее в процессе смачивания пластины, подвешенной в вертикальном положении
Качественный контроль концентрации ПАВ
Испытание трансформаторного масла
Метод вращающейся капли
Метод особенно подходит для измерения малых или сверхнизких значений межфазного натяжения. Измеряется диаметр капли жидкости, вращающейся в более тяжелой жидкости.
Образование эмульсий и микроэмульсий
Образование ПАВ для третичной добычи нефти
Адсорбционные свойства
Метод падающей капли
Измеряется возможность проводить измерения при повышенной температуре и давлении. Оптическими методами анализируют геометрию капли.
Лакокрасочная продукция
Свободная энергия плазмы
Динамические методы
Метод максимального давления в пузырьке
(метод Ребиндера)
Оптимально подходит для измерения величины поверхностного натяжения в зависимости от возраста поверхности. Измеряется максимальное давление в пузырьке.
Процессы разбрызгивания
Процессы нанесения покрытий и печати
Очищающие и моющие средства
Метод объема капли
Лучший метод для динамического измерения межфазного натяжения. Измеряют количество пузырьков, на которые разделяется жидкость, имеющая заранее определенный объем
Пищевая химия
Исследование процесса эмульгирования
Твердые тела
Метод лежащей капли
Оптическое определение краевого угла с целью установления характеристик смачивания на локальном участке поверхности твердого тела.
Оценка поверхности стекла
Керамические и пластмассовые материалы
Динамический метод Вильгельми
Для определения краевого угла натекания и стекания на твердых телах, имеющих определенную геометрическую форму.
бразование углеродных и стеклянных покрытий
Оптимизация процессов производства полимеров
Метод Вильгельми с единичным волокном
Служит для измерения краевого угла натекания и отекания на отдельных волокнах.
Характеристика природных и синтетических волокон
Оптимизация продуктов для волос
Метод определения краевого угла в случае порошков
Позволяет измерять краевой угол и скорость поглощения жидкостей порошками и прочими пористыми материалами. Измеряется величина привеса порошка как функция времени.