滴体积法张力仪

滴体积法张力仪可以测定动态界面张力。一种液体通过处在另一个液相中的垂直毛细管产生液滴,液滴体积在同毛细管顶端分离时被测量,如果测量过程发生在空气作为体相时,也可以测定动态表面张力

背景

在滴体积方法中,一种液相通过毛细管被引入到体相中,由于浮力作用试图向上移动的液滴在毛细管顶端形成。

滴体积法张力仪测量原理

通过倒置的装置,重相液滴从毛细管中滴落也是可行的。
由于界面张力γ的作用,液滴试图在体相中保持尽可能小的界面。当液滴从毛细管上脱落时,新的界面产生,这需要克服相应的界面张力,液滴直到举升力能够补偿毛细管润湿长度上的界面张力时才会脱落,关系式如下:

g = 重力加速度, V = 液滴体积, d = 毛细管内径, Δp = 两相密度差

表面张力仪类型

正常来说,该测量过程取决于给定总体积分界的液滴的数量或者收集到的液滴的总量(滴重计)。通常指定流速是不可能的。由于储存体积的液柱的粘度和高度影响,在测量过程中数值会发生改变。
通过DVT50可以用光栅测量在一定流速下两个脱离液滴之间的时间,这样就可以通过流速预先决定界面年龄(液滴形成到脱离的时间),因此也就可以测量界面年龄下的界面张力。

界面张力同界面年龄的关系

这种关系在表面活性剂的使用中起到重要作用,在许多过程中由于较低的表面活性剂扩散及吸附速率,界面张力从不可能达到平衡值。