界面张力测量

界面张力是两种不同相之间的力，可以是气-液、气-固、液-液或液-固界面。对于气液界面和气固界面，分别使用表面张力和表面自由能。

无论所讨论的相位对如何，产生力的机制都是相同的。在物质的大部分(无论是液体还是固体)中，分子与相邻分子的分子类型相同，因此在各个方向上受到相同的拉力，导致合力为零。

在界面处，情况有所不同。在那里，分子会在它们的侧面和下面看到相似的分子，并通过内聚力与它们相互作用。在空气-液体，特别是在空气-固体体系中，这些内聚力可以非常强，从而分别导致较高的表面张力和表面自由能值。然而，当两种不混溶的液体或液体与固体接触时，不同分子之间的黏附力也起着重要的作用，并平衡了界面处的力。界面张力(IFT)的常用单位是达因/厘米或mN/m。这些单位是等价的。

两种不混溶液体之间的界面张力测量被用于几个工业领域。另一方面，液-固界面张力不能直接测量，在此不作进一步讨论。

光学表面张力计用于测量静态和半动态界面张力值。光学张力计的主要部件是相机、滴注液滴的分配器、样品台和在样品台上照射液滴的光源。光学张力计的范围从完全手动系统到全自动仪器。

两种不混溶液体之间的界面张力的测量是基于垂坠法在针尖末端形成一滴液体。

在界面张力测量中，不是将空气作为周围相，而是将针尖处的液滴浸入另一种液体中。界面张力的测量通常是上下颠倒的，这意味着液滴将上升而不是挂在针尖上。因此，这种方法有时也被称为上升气泡。这样做的原因是，在确定测量设置时，需要考虑液体的密度和透明度。最典型的测量是在水基液体和油基液体之间进行的，其中石油的透明度通常较低。因此，油必须是滴相，以允许光穿过油滴浸泡的液体。此外，油的密度通常比水小，这意味着不可能在水中形成悬挂的油滴。无论测量的方式如何，现代软件都可以毫无问题地执行测量。

在实践中，水基液体通常被放置在一个小的矩形试管中。少量的油被放入注射器，用来形成滴。该方法的唯一要求是，在界面张力测量之前，需要知道或测量两种液体的密度，因为软件在计算中利用了这些信息。为了获得正确的水滴形状，液滴需要尽可能大。根据经验，相之间的密度差越小，所需的液滴就越大。

力张力计可以用来测量界面张力吗．这些仪器是基于测量施加在液-液界面探针上的力。探针连接到一个非常灵敏的天平，感兴趣的液体界面与探针接触。探针相互作用时天平测得的力在液体液体界面可以用来计算界面张力。力取决于以下因素:探头的大小和形状，探头与液体之间的接触角，以及界面张力液体年代．探头的大小和形状很容易控制。探针通常由铂制成，这有助于确保探针与被研究液体之间的零接触角。常用的探针有两种配置;杜Noüy环和威廉盘子。

用Du Noüy环和Wilhelmy板测量界面张力

使用Du Noüy环进行界面张力测量的原理与表面张力测量相同。

然而，在界面张力测量中，环首先浸在密度较大的相中，这通常是水。然后将密度较小的液体(通常是油)倒在上面。倾倒液体时必须注意不要污染环。然后开始测量，并向下移动带有液体容器的样品阶段。当环在接口处时，软件将自动检测到，并继续向下移动舞台，直到检测到的力开始下降。这将向软件表明，最大力已经通过，工作台可以再次向上移动(即环向下移动)，可以重复测量。

测量应始终从极性液体到分散液体进行。通常情况下，这意味着前面提到的情况，环首先浸入水中，这也是密度较大的相。在一些罕见的情况下，水是密度较小的液体。例如，当水和氟碳化合物之间的界面张力被测量时，就是这种情况。然后测量需要再次开始与环在水阶段，但阶段将开始向上移动，因为水是顶部阶段。这种方法称为推送模式。有必要在du Noüy环上使用额外的重量，使其通过接口。

为了使软件能够计算界面张力，需要两个相的密度，因为需要对测量结果进行校正。这是由软件自动完成的。

Wilhelmy板也可用于测量界面张力。测量原理与杜Noüy环类似，但现在使用铂板作为测量探针。但是，当使用威廉板时，由于轻相引起的浮力需要补偿。由于测量稍微复杂一些，Du Noüy环更常用于界面张力测量。

在许多过程中，界面张力是一个重要的参数在高温甚至高压下．

温度控制是可能的光学和力张力计。使用力张力计，测量杯可以冷却或加热，以达到所需的温度。温度范围:-20℃~ 200℃。

使用光学张力计，测量是通过将液体置于可冷却或加热的比色皿中完成的。然后采用上升气泡法确定界面张力值。

使用光学张力计，还可以测量压力下的界面张力。这一点尤其重要提高采收率应用需要高温高压来评估储层条件下的现象。如果水溶液需要加热到接近或高于100°C，还需要控制压力，以防止气泡形成。

有几个表面张力测量标准．大多数标准使用du Noüy环或威廉板法的力张力计，但也有一个使用垂坠法测量表面张力的标准。

σ702等是否有专门的仪器可用于测量界面张力变压器油和水。它遵循为此目的而编写的两个特殊标准;ASTM D971和IEC 62961。