اهمیت ، پیش زمینه و روشهای تست تنش سطحی
در یک مفهوم گسترده، کشش سطحی به عنوان نیرویی تعریف می شود که باید برای افزایش اندازه سطح مشترک بین دو فاز مجاور که به طور کامل مخلوط نشده اند، صرف شود. در معنای محدودتر، این اصطلاح به مرزهای فاز مایع/مایع و مایع/جامد مربوط می شود، در حالی که برای رابط های مایع/گاز به کشش سطحی و برای رابط های جامد/گاز به انرژی آزاد سطح جامد اشاره می کنیم.
پس زمینه
به عنوان یک معیار کار در واحد یا نیروی در هر طول مرطوب ، تنش سطحی دارای واحدهای N/M یا MN/M است و توسط نمادهای σ یا نشان داده می شود.
در یک مرز فاز، مجموع برهمکنشها با مولکولهای همان فاز، بیشتر از مجموع برهمکنشها با مولکولهای فاز دیگر است. بنابراین، مولکولهای موجود در سطح مشترک دارای شرکای تعاملی جذاب کمتری نسبت به فاز تودهای هستند. بنابراین، فازها کوچکترین سطح مشترک ممکن را بدون اعمال نیروهای خارجی تشکیل می دهند. برای افزایش اندازه رابط باید کاری انجام داد.
تنش بین سطحی ناشی از جذب جهت سورفاکتانتها در رابط دو مایع غیرقابل نفوذ به طور قابل توجهی پایین تر از تنش سطح دو مایعات است. سیستمهایی که تنش بین سطحی را نشان می دهند معمولاً از آب ، روغن ، سورفاکتانتها یا مخلوط های سورفاکتانت و نمک تشکیل شده است. معمولاً مقدار تنش سطحی 10-2 ~ 10-1 mn/m تنش بین سطحی کم نامیده می شود. مقدار تنش سطحی زیر 10-3 mn/m تنش بین سطحی فوق العاده کم نامیده می شود.
فاز فله و محیط مولکولی در رابط ها
همانند کشش سطحی، بین کشش سطحی استاتیک (اندازهگیری شده در حالت تعادل در سطح مشترک بدون تغییر مکانیکی) و کشش سطحی پویا (اندازهگیری شده در هنگام تغییر سطح مشترک) تفاوت وجود دارد.
اهمیت
تنش سطحی در بسیاری از فرآیندها و پدیده هایی که مراحل مختلف با یکدیگر در تماس هستند نقش مهمی ایفا می کند:
امولسیون و امولسیون: تنش سطحی بر امولسیون و تمایل به جداسازی فاز تأثیر می گذارد.
جابجایی نفت (به عنوان مثال تولید نفت خام سوم)در صورت کاهش تنش سطحی توسط سورفاکتانت ها ، فاز آلی پس از جابجایی روغن با آب قابل جابجایی است.
آزمایش با کیفیت مایعات آبگریز: پیری مایعات آبگریز اغلب با کاهش تنش سطحی با آب ارتباط نزدیکی دارد. اندازه گیری تنش بین سطحی یک آزمایش کیفیت مهم در این مورد ، به عنوان مثال روغنهای ترانسفورماتور است.
در مورد مرزهای فاز جامد-مایع، کشش سطحی بر پایداری بلندمدت تماسهای سطحی تأثیر میگذارد، برای مثال در طول فرآیندهای چسبکاری و پوشش.
روش اندازه گیری
رابط مایع-مایع:
روش حلقه طبق Du Noüy: در این روش نیرویی که بر روی یک حلقه مرطوب شده به دلیل تنش یک لایه نازک از مایع کشیده شده هنگام انتقال حلقه از یک فاز به مرحله دیگر ، عمل می کند.
روش صفحه از نظر ویلهلمی: در این روش نیروهای وارد بر صفحه قابل ترشوندگی که به صورت عمودی در فاز پایینی غوطه ور است اندازه گیری می شود.
روش میله ای: مانند روش صفحه ای، اما از یک میله استوانه ای با طول خیس شده کمتر برای اندازه گیری حجم مایع کمتر استفاده می کند.
روش حجم قطره: حجم یک قطره مایع را هنگامی که از مایع دیگری در یک لوله مویین عمودی جدا می شود اندازه گیری می کند.
روش قطره چرخشی: یک مویرگی افقی پر از فاز حجیم و فاز قطره در چرخش تنظیم می شود. قطر قطره که توسط نیروی گریز از مرکز کشیده شده است، به کشش سطحی مربوط می شود.
روش افت آویز: در یک مرحله فله مایع ، شکل افت روی سوزن توسط عواملی مانند تنش بین سطحی تعیین می شود. تنش بین سطحی را می توان با استفاده از تجزیه و تحلیل شکل قطره از تصویر قطره تعیین کرد.
رابط جامد مایع:
اندازه گیری زاویه تماس: علاوه بر انرژی بدون سطح آن ، تنش سطحی یک جامد با یک مایع خاص نیز می تواند از زوایای تماس مایعات مختلف با جامد محاسبه شود.
تست تنش رابط اتوماتیک سری FT-ZL
اگر شما علاقه مند هستید، لطفا با ما تماس بگیرید
